(57)【要約】【課題】装着具及び装身具品において容易に実施することができる、ユーザーに触覚フィードバックを与える単純なメカニズムを提供する。【解決手段】ファイバーアクチュエーターは、第１の導体素子と、第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子とを備える。ファイバーアクチュエーターは、装着具又は装身具の要素としてのものを含む構造材料において有用である。【選択図】図１Ｂ
2018153085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚フィードバックを与えるファイバーアクチュエーターであって、
第１の導体素子と、
前記第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、
前記ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子と、
を備え、前記ファイバーアクチュエーターは、ほぼ長さ全体にわたって実質的に一様な断面を有する、ファイバーアクチュエーター。
【請求項２】
前記第１の導体素子は、前記ファイバーアクチュエーターのソリッドコアを形成し、又は前記第１の導体素子は、前記ファイバーアクチュエーターの中空コアを形成する、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項３】
前記ポリマー層は、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（ピロール）、ポリ（チオフェン）、ポリ（アニリン）及び混合物、共重合体及びそれらの誘導体からなる群から選択された電気活性ポリマーを含む、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項４】
前記ポリマー層は、形状記憶ポリマーを含む、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項５】
前記ファイバーアクチュエーターは、構造材料に関連付けられる、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項６】
前記構造材料は、装着具の一部である、請求項５に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項７】
前記ポリマー層は、前記第１の導体素子及び前記第２の導体素子間の電界に応答して変形し、触覚フィードバックを与える、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項８】
前記ファイバーアクチュエーターの前記長さの少なくともある区分にわたって前記第２の導体素子の周りに同軸に配置された絶縁体層を更に備える、請求項１に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項９】
前記ファイバーアクチュエーターは、前記絶縁体層を含む前記長さの少なくとも前記区分にわたって静電フィードバックを与える、請求項８に記載のファイバーアクチュエーター。
【請求項１０】
触覚フィードバックを与えるためのスマート材料であって、
構造材料と、
前記構造材料に関連付けられたファイバーアクチュエーターと、
を備え、前記ファイバーアクチュエーターは、
第１の導体素子と、
前記第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、
前記ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子と、
を備え、
前記ファイバーアクチュエーターは、ほぼ長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する、スマート材料。
【請求項１１】
前記構造材料は、装着具の一部である、請求項１０に記載のスマート材料。
【請求項１２】
前記第１の導体素子は、前記ファイバーアクチュエーターのソリッドコアを形成し、又は前記第１の導体素子は、前記ファイバーアクチュエーターの中空コアを形成する、請求項１０に記載のスマート材料。
【請求項１３】
前記ポリマー層は、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（ピロール）、ポリ（チオフェン）、ポリ（アニリン）及び混合物、共重合体及びそれらの誘導体からなる群から選択された電気活性ポリマーを含む、請求項１０に記載のスマート材料。
【請求項１４】
前記ポリマー層は、形状記憶ポリマーを含む、請求項１０に記載のスマート材料。
【請求項１５】
前記ファイバーアクチュエーターに電気的に結合された電源を更に備える、請求項１０に記載のスマート材料。
【請求項１６】
ファイバーアクチュエーターを介して触覚フィードバックを与える方法であって、
第１の導体素子と、
前記第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、
前記ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子と、
を備えるファイバーアクチュエーターを設けることであって、前記ファイバーアクチュエーターは、ほぼ長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有することと、
前記ファイバーアクチュエーターに電気的に結合された電源に作動信号を送信することと、
前記ファイバーアクチュエーターを介して触覚フィードバックを生成することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記生成することは、前記第１の導体素子及び前記第２の導体素子間に電界を生成し、これにより前記ポリマー層の変形を生じさせることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ファイバーアクチュエーターは、前記ファイバーアクチュエーターの前記長さの少なくともある区分にわたって前記第２の導体素子の周りに同軸に配置された絶縁体層を更に備え、前記生成することは、前記絶縁体層を含む前記長さの少なくとも前記区分にわたって前記ユーザーに対する静電フィードバックを生じさせる、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触覚フィードバックと、機械的及び／又は静電的（非機械的）フィードバックの結果として生じる触覚作動とを提供するファイバーアクチュエーターに関する。こうしたファイバーアクチュエーターは、装着具（ウェアラブル）又は装身具の要素としてのものを含む構造材料において有用である。
【背景技術】
【０００２】
装着具又は装身具における使用のための触覚フィードバックは、従来、偏心回転質量（ＥＲＭ）モーター及びリニア共振アクチュエーター（ＬＲＡ）の使用に基づいてきた。しかしながら、これらのタイプのアクチュエーターは、通常嵩張る程に大きく、多くの場合大容量の電力を必要とし、このことが、これらのアクチュエーターを衣服若しくは他の装着具又は装身具（すなわち、宝石類等）に一体化することを困難にしている。形状記憶合金もまた、装着具において使用されてきたが、ここでも同様に、電力消費によって、多くの場合、適応性と一体化の容易性とが制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
装着具及び装身具品において容易に実施することができる触覚フィードバックをユーザーに与える簡易な機構が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、触覚フィードバックを与えるファイバーアクチュエーターに関し、ファイバーアクチュエーターは、装着具及び装身具品等の種々の用途において使用することができる。
【０００５】
例示的な実施形態において、触覚フィードバックをユーザーに与えるファイバーアクチュエーターが本明細書において提供される。ファイバーアクチュエーターは、例えば、第１の導体素子と、第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子とを備える。実施形態において、ファイバーアクチュエーターは、ほぼ長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する。
【０００６】
また、触覚フィードバックを与えるスマート材料も本明細書において提供される。このスマート材料は、構造材料と、構造材料に関連付けられたファイバーアクチュエーターとを備え、ファイバーアクチュエーターは、第１の導体素子と、第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子とを備える。好適には、ファイバーアクチュエーターは、ほぼ長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する。
【０００７】
ファイバーアクチュエーターを介してユーザーに触覚フィードバックを与える方法も本明細書において提供される。方法は、好適には、本明細書に記載のように、ファイバーアクチュエーターを提供することと、ファイバーアクチュエーターに電気的に結合された電源に作動信号を送信することと、ファイバーアクチュエーターを介して触覚フィードバックを生成することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるファイバーアクチュエーターを示す図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、図１Ａの線Ｂ−Ｂに沿う例示的なファイバーアクチュエーターの断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による、図１Ａの線Ｂ−Ｂに沿う代替的なファイバーアクチュエーターの断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、触覚フィードバックを与えるスマート材料を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、触覚フィードバックを与えるスマート材料を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本技術の前述の特徴及び態様並びに他の特徴及び態様は、添付図面に示される実施形態の以下の記載からより良く理解することができる。本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなす添付図面は、本技術の原理を説明する役割を更に果たす。図面内の構成要素は、必ずしも縮尺どおりではない。
【００１０】
一部は図面を参照しながら、種々の実施形態を詳細に記載する。種々の実施形態の参照によって、本明細書に添付の特許請求の範囲の範囲が限定されることはない。さらに、本明細書に記載されているいかなる実施形態も、限定を意図しておらず、添付の特許請求の範囲に対する多くの可能な実施形態のうちの一部を説明するだけのものである。
【００１１】
適切な場合は常に、単数の物を指すように用いられる用語は、複数の物を含み、その逆もまた然りである。本明細書における数量を特定しない物を修飾する語の使用（The use of "a"）は、別様に述べられない限り、又は「１つ以上（one or more）」という語の使用が明らかに不適切な場合ではない限り、「１つ以上」を意味する。「又は」の使用は、別様に述べられない限り、「及び／又は」を意味する。「含む」、「備える」及び「有する」という語句は、相互に入れ替え可能であり、限定を意図するものではない。「等の（such as）」という語句もまた、限定を意図するものではない。例えば、「を含む（including）」は、「を含むが、これに限定されない（including, but not limited to）」を意味するものとする。
【００１２】
実施形態において、触覚フィードバックを与えるファイバーアクチュエーターが本明細書において提供される。このファイバーアクチュエーターは、第１の導体素子と、この第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層と、このポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子とを備える。
【００１３】
更なる実施形態において、ユーザーに触覚フィードバックを与えるスマート材料が本明細書において提供される。このスマート材料は、本明細書に記載のように、構造材料と、ファイバーアクチュエーターとを備える。
【００１４】
本明細書において用いられるとき、「ファイバーアクチュエーター（複数の場合もある）」とは、実質的に円形の断面、及びその断面の少なくとも２倍以上の長さを有する材料を指す。実施形態において、ファイバーアクチュエーターは、内部材料又はコア材料を含み、この内部材料又はコア材料は、追加の材料の１つ以上の層によって同軸に取り囲まれる。
【００１５】
本明細書において用いられるとき、「スマート材料（複数の場合もある）」とは、この材料の応答及び特性が外部刺激の影響を受けて変化するように制御されることが可能な材料を指す。
【００１６】
本明細書において用いられるとき、「触覚フィードバック」又は「触覚フィードバック信号」とは、本明細書に記載するようなファイバーアクチュエーター及び／又はスマート材料から触覚を介してユーザーに伝達される、振動、手触り及び／又は熱等の情報を指す。
【００１７】
本明細書において用いられるとき、「構造材料」とは、装着具、個人用装身具、手荷物等を構成するのに用いられる材料を意味する。構造材料の例としては、綿、絹、羊毛、ナイロン、レーヨン、合成繊維、フランネル、リネン、ポリエステル等のファブリック及びテキスタイル、こうしたファブリックの織物又は混紡等、皮革、スエード、箔等の柔軟な金属繊維、Ｋｅｖｌａｒ等が挙げられる。装着具の例としては、衣類、履物、義肢等の補綴物、帽子及びヘルメット等の被りもの、身に着ける運動器材、防弾ベスト、ヘルメット及び他の防護服等の保護具が挙げられる。個人用装身具としては、眼鏡、ネクタイ及びスカーフ、ベルト及びサスペンダー、ブレスレット、ネックレス及び腕時計（腕時計のバンド及びストラップを含む）等の宝飾品類、財布、札入れ、手荷物用タグ等が挙げられる。手荷物としては、手提げかばん（handbag）、ハンドバッグ（purse）、旅行かばん、スーツケース、リュックサックが挙げられ、こうした物品用の持ち手等を含む。
【００１８】
図１Ａは、本明細書に記載されるような例示的なファイバーアクチュエーター１００を示す。図１Ｂは、中空コアファイバーが利用されるか又は用いられる、ファイバーアクチュエーター１００の線Ｂ−Ｂを通る断面図を示す。図１Ｃは、ソリッドコアファイバーが利用されるか又は用いられる、ファイバーアクチュエーター１００の線Ｂ−Ｂを通る断面を示す。図１Ｂに示すような実施形態において、ファイバーアクチュエーター１００は、第１の導体素子１０２を備える。そのような実施形態において、第１の導体素子１０２は、ファイバーアクチュエーター１００の中空コアを形成し、ファイバーアクチュエーターの実質的に円形の断面を形成する。図１Ｃにおいて、第１の導体素子１０２’は、ファイバーアクチュエーター１００のソリッド（中実）コアであり、ファイバーアクチュエーターの実質的に円形の断面を形成する。
【００１９】
図１Ｂに示すように、ファイバーアクチュエーター１００は、第１の導体素子１０２の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層１０４を更に備える。図１Ｂのファイバーアクチュエーター１００において、第１の導体素子１０２は、本質的に、ポリマー層１０４のコーティング又は内側ライニングを形成し、それにより、ファイバーアクチュエーター１００の中空コア構造を提供する。図１Ｃにおいて、ポリマー層１０４は、第１の導体素子１０２’のソリッドコアの周りに同軸に配置され、ファイバーアクチュエーター１００のソリッドコア構造を取り囲むコーティングを形成する。
【００２０】
ファイバーアクチュエーター１００は、ポリマー層１０４の周りに同軸に配置された第２の導体素子１０６を更に備える。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、第２の導体素子１０６は、ポリマー層１０４を取り囲むコーティング又は層として表される。
【００２１】
本明細書に記載のように、ファイバーアクチュエーター１００は、ソリッドコア構造を含むものであれ、中空コア構造を含むものであれ、実質的にファイバーアクチュエーターの長さ全体にわたって実質的に一様な断面を有し、いくつかの実施形態では、実質的にファイバーアクチュエーターの長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する。本明細書に記載のように、装着具を含む構造材料における使用又は一体化を可能にする特性のうちの１つをファイバーアクチュエーター１００に提供するのは、この実質的に一様な断面（実施形態では、実質的に円形の断面）である。「実質的に一様な断面」とは、ファイバーを通じて取得されたセクションが、一様な、すなわち、ファイバーアクチュエーターの「実質的に長さ全体」にわたって約５％〜１０％以内での一様な、断面を有することを意味する。「実質的に円形の断面」とは、ファイバーを通じて取得されたセクションが、一様な、すなわち、ファイバーアクチュエーターの「実質的に長さ全体」にわたって約５％〜１０％以内での一様な、直径を有することを意味する。「実質的に長さ全体」とは、ファイバーアクチュエーターの長さ全体の少なくとも８０％〜９０％を意味する。実施形態において、ファイバーアクチュエーターは、ファイバーアクチュエーターの長さ全体の少なくとも約９０％〜９５％にわたって、好適には９５％以上（例えば、９６％、９７％、９８％、９９％又は１００％）にわたって、約１％〜５％以内（好適には、約４％以内、約３％以内、約２％以内、約１％以内、又は約０．５％以内）での一様な、断面、好適には直径を有する。更なる実施形態では、本明細書に記載のように、同様に実質的に一様である他の断面（すなわち、正方形、矩形、三角形、卵形等）も用いることができる。
【００２２】
ファイバーアクチュエーター１００において用いるための例示的な導体素子は、限定するものではないが、銀、金、様々な導電性金属又はポリマー（Ａｌ、Ｃｒ、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等を含む）を含む。図１Ｃのように、第１の導体素子がソリッドコアを形成する実施形態では、第１の導体素子１０２’は、金又は銀のワイヤ等を含む、導体素子のソリッドワイヤ又はフィラメントとすることができる。次に、ポリマー層１０４を配置するか、コーティングするか、又は他の形でソリッドコアに関連付け、同軸に配置された構造を形成することができる。本明細書において用いられるとき、「同軸に配置された」とは、構造上に施されるか又はコーティングされた材料の層（複数の場合もある）を指し、断面で見たときにこれらの層は同じ円形中心を有するようになっている。
【００２３】
図１Ｂにおけるように、第１の導体素子が中空コアを形成する実施形態において、ポリマー層１０４の内面を金属又は他の材料のフィルムで覆ったり又はコーティングして、第１の導体素子１０２を形成することができる。同様に、第２の導体素子１０６を、ポリマー層１０４上にコーティング又は配置し、それによって、図１Ｂに示す構造を形成することもできる。例えば、繊維紡糸方法を用いて、中空ポリマーファイバー又はフィラメントを準備することができ、ここでは同心の円筒が用いられ、ポリマーは、円筒間の間隙を満たして、ポリマー層１０４等の中空のファイバーを形成する。次に、第１の導体素子１０２を、ポリマー層１０４の内面に施して、中空のファイバー構造を形成することができる。同様に、第２の導体素子１０６を中空ファイバーの外面、すなわちポリマー層１０４に施して、図１Ｂに示す構造を形成することができる。第１の導体素子及び第２の導体素子を施す方法は、スパッタリング、浸漬被覆、溶射、電気めっき、塗装等を含むことができる。実施形態において、表面パターニングを用いて、ポリマー層１０４の表面を選択的にエッチングし、表面積を増大させるか、又は所望の構造を生成することができ、これを導電材料の薄いフィルムでコーティングするか又は覆って、本明細書に記載の第１の及び／又は第２の導体素子を生成することができる。
【００２４】
更なる実施形態では、第１の導体素子１０２及び／又は第２の導体素子１０６は、ファイバーアクチュエーターの或る特定のセクション上に位置決めすることができ、導体素子間のセクションは、非アクティブ状態にある（すなわち、導体素子の１つ以上が欠けている）。ファイバーアクチュエーター１００は、「アクティブ」な、すなわち電極（複数の場合もある）を含むセクションと、「非アクティブ」な、すなわち電極（複数の場合もある）のないセクションとの繰り返しによりパターニングされたファイバーを提供するように準備することができる。そのようなパターニングは、例えば、電極を有する約１ｃｍ〜５ｃｍの伸張部、電極なしの約１ｃｍ〜５ｃｍの伸長部、及びこれの繰り返し等により行うことができる。
【００２５】
ポリマー層１０４は、好適には、電気活性ポリマーを含む。電気活性ポリマーとしては、限定されないがポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（ピロール）、ポリ（チオフェン）、ポリ（アニリン）、並びにそれらの混合物、共重合体及び誘導体等のポリマーが挙げられる。電気活性ポリマーの例示的な種類には、誘電性ポリマー及びイオンポリマーが挙げられる。誘電性ポリマー（又は誘電性エラストマー）は、２つの電極の間に発生する、ポリマーを圧搾する電界に応じて、形状を変えるようにすることができる。誘電性ポリマーは、非常に高歪みとすることができ、基本的に、電圧が印加されると、ポリマーが電界によりその厚さを圧縮させかつ面積を拡張することができるようにすることにより、静電容量を変化させるコンデンサーである。イオンポリマーは、ポリマー内部のイオンの変位により形状又はサイズを変化させることができる。さらに、イオンポリマーによっては、イオン流を維持するために水性環境の存在が必要である。
【００２６】
電気活性ポリマーを作製する方法は、本技術分野において既知であり、好適には、好適な溶媒に所望のポリマーを溶解し、その後、ポリマーを所望の形状（すなわち、ファイバー又はフィラメント）にキャスティングすることを含むことができる。代替的に、本明細書に記載するように、所望のフィラメント寸法（コア又は中空構造）で作製されるように、ポリマーを延伸するか、又は紡糸技法により行うことができる。更なる方法としては、溶融混合が挙げられ、そこでは、ポリマーは軟化／溶融点を超えて加熱され、その後、フィルム処理（キャスティング又はブローイング）技法を用いてポリマーフィルムが処理される。
【００２７】
ポリマー層１０４は、好適には、約５μｍ〜数ミリメートル、例えば、約１μｍ〜５ｍｍ、約１μｍ〜１ｍｍ、約１μｍ〜５００μｍ、又は約５μｍ〜約５００μｍ、又は約１０μｍ〜約５００μｍ、又は約１μｍ〜約１００μｍ程度の厚みを有するが、より厚いか又はより薄いポリマー層も利用することができる。
【００２８】
ソリッドコア構造の形態の第１の導体素子１０２’は、５μｍ〜数ミリメートル、例えば、約１μｍ〜１０ｍｍ、約１μｍ〜５ｍｍ、約１μｍ〜１ｍｍ、約１μｍ〜５００μｍ、又は約５μｍ〜約５００μｍ、又は約１０μｍ〜５００μｍ、又は約１μｍ〜約１００μｍ程度の直径を有することができる。図１Ｂにおけるように、第１の導体素子がコーティング又は層の形態をとるとき、導体素子の厚みは、通常、数ミクロン程度であり、好適には、約０．５μｍ〜約５００μｍ、より好適には約０．５μｍ〜約１００μｍ、又は約０．５μｍ〜約５０μｍである。
【００２９】
全体として、本明細書に記載のファイバーアクチュエーター１００の直径は、好適には、数十ミクロン〜数百ミクロン程度であるか、又は最大で数ミリメートル、例えば、約１μｍ〜１０ｍｍ、約１μｍ〜５ｍｍ、約１μｍ〜１ｍｍ、約１μｍ〜５００μｍ、又は約５μｍ〜約５００μｍ、又は約１０μｍ〜５００μｍ、又は約１μｍ〜約１００μｍ程度である。ファイバーアクチュエーター１００の長さは、ファイバーアクチュエーターの最終的な用途及び使用に依拠して、数ミクロン〜数ミリメートル〜数センチメートル〜数メートル程度とすることができる。
【００３０】
ポリマー層１０４として有用な組成の更なる例としては、圧電ポリマー及び形状記憶ポリマーが挙げられる。例示的な圧電材料は、限定ではないが、チタン酸バリウム、ヒドロキシアパタイト、アパタイト、硫酸リチウム一水和物、ニオブ酸ナトリウムカリウム、水晶、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酒石酸、及びポリフッ化ビニリデンファイバーを含む。当該技術分野において既知の他の圧電材料も、本明細書に記載の実施形態において用いることができる。
【００３１】
形状記憶ポリマー（ＳＭＰ）は、ポリマーに、第１の形状から第２の形状に形状を変化させる能力を与えるようにポリマーをプログラムすることを可能にする。形状記憶効果は、固有特性でなく、ポリマーがそれ自体ではこの効果を示さないことを意味する。形状記憶は、ポリマー形態学及び特定の処理の組み合わせの結果として生じ、ポリマー機能化として理解することができる。従来の処理、例えば、押出成形又は射出成形によって、ポリマーは、その初期の永久形状Ｂに形成される。その後、プログラミングと呼ばれるプロセスにおいて、ポリマーサンプルは変形され、一時形状Ａに固定される。外部刺激（例えば、熱又は電界）の印加時に、ポリマーはその初期の永久形状Ｂを復元する。このプログラミング及び復元のサイクルは、後続のサイクルにおいて異なる一時的な形状を用いて、数回繰り返すことができる。形状記憶ポリマーは、適切な刺激感応スイッチを備えた弾性ポリマーネットワークとすることができる。ポリマーネットワークは、分子スイッチ及びネット点からなる。ネット点は、ポリマーネットワークの永久形状を決定し、化学的特性（共有結合）又は物理的特性（分子間相互作用）であり得る。例えばブロック共重合体に見られるように、その形態が少なくとも２つの分離した領域からなるポリマーにおいて物理的架橋結合が得られる。ＳＭＰの追加の情報及び例は、Shape Memory Polymers, MaterialsToday, Vol. 10, pages 20-28 (April 2007)に見ることができ、その開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【００３２】
１つの又は第１の構成から別の又は第２の構成へのＳＭＰの変形は、好適には、ＳＭＰの温度をそのガラス遷移温度（Ｔｇ）に関連して制御することによって制御される。ＳＭＰをそのＴｇを超えて加熱することによってＳＭＰの温度を上昇させることにより、ＳＭＰアクチュエーターが、第２の（記憶された又は元の）構成に移行し、結果として、多安定材料の活性化又は作動が生じ、第１の安定構成から第２の安定構成への、好適には、第３の（所望の場合、第４の、第５の等）安定構成への動き又は変形が生じる。例示的な形状記憶ポリマーは、必要とされる形状記憶特性を有するようにプログラムされた、様々なポリ（ウレタン）、ポリ（イソプレン）、ポリ（エーテルエステル）等の様々なブロック共重合体を含む。
【００３３】
本明細書に記載のファイバーアクチュエーターにおいて、ポリマー層１０４は、好適には、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成された、例えば電気活性ポリマーを含むソフトポリマー、又は形状記憶ポリマーである。本明細書において用いられるとき、「変形するように構成された」とは、ファイバーアクチュエーターが動き、形状を変え、振動し、伸長し、収縮するとき等に触覚フィードバックを与えるために、ポリマーが、動き、形状を変え、振動し、伸長し、収縮すること等ができるようにファイバーアクチュエーター内で成形されるか、形成されるか、方向付けられるか、又は他の形で構造化されることを意味する。ポリマー層の可鍛性又は可撓性により、ポリマー層は、第１の導体素子と第２の導体素子との間で印加された電界（及び、必要に応じて熱）に応答して変形するか又は形を変えることが可能になる。例えば、ポリマー層１０４は、収縮し、ファイバーアクチュエーターを縮ませるか、若しくは形状を変形させることができ、又は拡張し、ファイバーアクチュエーターに、伸展させるか、収縮させるか、又は他の形で形状を変形させることができる。通常、電界に応答したファイバーアクチュエーターの動き又は変形の量は、ファイバーアクチュエーターの総直径及び／又は長さの数パーセント（０．５％〜５％）程度である。
【００３４】
図２Ａに示される例示的な実施形態では、ファイバーアクチュエーター１００は、スマート材料２００を形成するように、構造材料２１０に関連付けることができる。例示的な実施形態において、構造材料２１０は、本明細書に記載の装着具の一部を含むテキスタイル（織物）とすることができる。
【００３５】
このため、実施形態において、触覚フィードバックをユーザーに提供するためのスマート材料が本明細書において提供される。例示的なスマート材料２００は、例えば、構造材料２１０と、この構造材料に関連付けられたファイバーアクチュエーター１００とを含む。本明細書に記載のように、ファイバーアクチュエーター１００は、第１の導体素子（中空ファイバーの場合、１０２、又はソリッドコアファイバーの場合、１０２’）と、第１の導体素子の周りに同軸に配置され、触覚フィードバックを与えるように変形するように構成されたポリマー層１０４と、ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子１０６とを備えることができる。説明されたように、ファイバーアクチュエーターは、実質的に一様な断面を有し、実施形態において、実質的にファイバーの長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する。導体素子及びポリマー層として用いるための例示的な材料が本明細書に記載される。
【００３６】
ファイバーアクチュエーター１００を構造材料２１０に関連付けるか又は取り付けるための様々なメカニズムを用いることができる。例えば、ファイバーアクチュエーター１００は、構造材料２１０に一体化することができる。ファイバーアクチュエーター１００は、テキスタイルの製織又は縫製中等の構造材料２１０の形成中に構造材料２１０の一部にすることができる。すなわち、ファイバーアクチュエーター１００は、テキスタイル又はファブリックに直接、例えば２つのテキスタイル間に、又はテキスタイルを含む構造材料の構造の一部として、製織又は縫製することができ、それによって、ファイバーアクチュエーターを構造材料に一体化することができる。
【００３７】
更なる実施形態では、ファイバーアクチュエーター１００は、構造材料２１０に固定して取り付けることができる。こうした実施形態では、ファイバーアクチュエーター１００は、構造材料２１０に、糊付け、テープ留め、縫い合わせ、接着、ホッチキス留め、鋲留め、又は他の方法で取り付けることができる。ファイバーアクチュエーター１００はまた、後に、構造材料２１０に取り付ける（例えば、接着するか又は縫う）ことができるパッチ、リボン又はテープの形態で、様々な基材、例えば、ゴム、シリコーン、シリコーンエラストマー、Ｔｅｆｌｏｎ又はポリ（エチレンテレフタレート）等のポリマー内に又はその上に一体化することもできる。
【００３８】
ファイバーアクチュエーターを構造材料２１０に一体化する際、ファイバーアクチュエーターを平行に又は他の向きに向け、起動時に、それらの協働した動きにより、構造材料の形状又はサイズにおける変化が相殺されるのではなく、構造材料の動きが生じるようにすることが通常望ましい。一方、他の実施形態では、２組の２次元ファイバーセクションを準備し、直交するように配向することができる。そのような実施形態では、ファイバーの第１の組（又はファイバーのメッシュ）を、所望の方向における作動をもたらすように作動させ、その後、第２の方向（直交方向を含む）においてファイバーを作動させ、引き続き所望の作動を提供することができる。
【００３９】
構造材料２１０におけるファイバーアクチュエーター１００の数及び密度は、構造材料２１０又はスマート材料２００の用途及びタイプに依拠して変動するが、通常、平方ｃｍあたり１ファイバーアクチュエーター、又は平方インチあたり１ファイバーアクチュエーター程度であり、ただし、例えば、平方センチメートル又は平方インチあたり数十ファイバー程度で、より高い密度で含めることもできる。
【００４０】
本明細書に記載のように、電源２０８は、ファイバーアクチュエーター１００に接続することができ、好適には、第１の導体素子及び第２の導体素子の一方又は双方に接続することができる。実施形態において、電源２０８は、ファイバーアクチュエーター１００に永続的に接続することができるか、又は他の実施形態では、ファイバーアクチュエーターと別個にし、後に接続することができる。ファイバーアクチュエーターが構造材料の一部である、すなわち装着具である実施形態において、電源を装着具に物理的に関連付け、所望に応じて又は必要に応じてファイバーアクチュエーター１００に取り付けることができる。
【００４１】
電源２０８によって供給される電力量は、好適には、約０．１ワット（Ｗ）〜約１０Ｗ、若しくはより好適には約０．５Ｗ〜約５Ｗ、若しくは約１Ｗ〜約５Ｗ、又は、約０．５Ｗ、約１Ｗ、約２Ｗ、約３Ｗ、約４Ｗ、若しくは約５Ｗ程度である。例示的な電源２０８は、様々な電池パックや太陽エネルギー源を含む。電源２０８は、再充電可能なシステム、例えば、圧電材料の使用を通じて再充電することが可能なシステムを含むこともできる。
【００４２】
本明細書に記載のように、実施形態において、ポリマー層１０４は、第１の導体素子１０２／１０２’と第２の導体素子１０６との間の電界に応じて変形する。この結果、選択されたポリマーのタイプに依拠して、ポリマー層１０４の圧縮又は拡張が生じ、それによってファイバーアクチュエーターの運動又は変形をもたらすことができる。例えば、図２Ａに示すように、ファイバーアクチュエーター１００は、横方向２０４に（すなわち、ファイバーアクチュエーターの幅又は直径を横切るように）、及び／又は縦方向２０２に（すなわち、ファイバーアクチュエーターの長さに沿って）動くか又は変形することができる。ファイバーアクチュエーター１００の変形の結果、例えば、図２Ｂに示すように、構造材料２１０の動き又は変形を引き起こすことができ、構造材料が形状を変え、動き、又は他の形で変形するにつれ、それによってユーザーに触覚フィードバック（機械的触覚フィードバック）がもたらされる。
【００４３】
図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、ファイバーアクチュエーター１００は、第２の導体素子１０６の周りに同軸に配置された絶縁体層１０８を更に含むことができる。図１Ａに示すように、絶縁体層１０８は、ファイバーアクチュエーター１００の長さの少なくともある区分（セグメント）にわたって覆うことができる。このため、図１Ａに示すように、ファイバーアクチュエーター１００は、最も外側の層が絶縁体層１０８であるファイバーの部分と、最も外側の層が第２の導体素子１０６である他のセクションとを含むことができる。
【００４４】
絶縁体層１０８を形成する際に有用な材料の例としては、例えば、ポリマー材料、ゴム、プラスチック、セラミック等が挙げられる。実施形態において、絶縁体層１０８のために選択される材料は、好適には、厚みが０．５μｍ〜１０ｍｍ、より好適には約０．５μｍ〜１ｍｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、又は約０．５μｍ〜１０μｍ程度の薄い材料であり、ファイバーアクチュエーター１００が、装着具としてのものを含めたテキスタイル又はファブリックの一部であるときに、所望の触覚フィードバックを依然としてもたらしながら、ユーザーが装着中に必要な様々な形状に曲がり適合することができるように可撓性を有するように選択される。
【００４５】
ファイバーアクチュエーター１００が絶縁体１０８を含む実施形態において、ファイバーアクチュエーターは、絶縁体を含むファイバーアクチュエーターのセクション又は長さにわたって、静電フィードバック又は静電相互作用（すなわち、非機械的触覚フィードバック）をユーザーに提供することができる。
【００４６】
絶縁体１０８を含むファイバーアクチュエーター１００、及び／又は絶縁体１０８を含むファイバーアクチュエーター１００を含むスマート材料２００との、例えばユーザータッチを介した相互作用時に、静電相互作用又は静電フィードバックを介して触覚フィードバックをユーザーに提供することができる。静電フィードバックは、ユーザーに対する短い振動若しくはパルス、又は長期の振動の形態とすることができる。静電フィードバック又は相互作用の周波数は、約１Ｈｚ〜約１０００Ｈｚ、より好適には約１Ｈｚ〜約５００Ｈｚ、約１Ｈｚ〜約２００Ｈｚ、約１０Ｈｚ〜約２００Ｈｚ、約１０Ｈｚ〜約１００Ｈｚ、又は約１０Ｈｚ、約２０Ｈｚ、約３０Ｈｚ、約４０Ｈｚ、約５０Ｈｚ、約６０Ｈｚ、約７０Ｈｚ、約８０Ｈｚ、約９０Ｈｚ若しくは約１００Ｈｚ程度とすることができる。ユーザーが、スマート材料若しくはファイバーアクチュエーターに単に近づくか又はスマート材料若しくはファイバーアクチュエーターの近くにいる場合に、スマート材料に近接していることを通知して、静電相互作用によって触覚フィードバックを提供することもでき、それにより、静電相互作用、及びそこから触覚フィードバックをもたらすことができる。
【００４７】
例えば、図１Ａに示すような実施形態において、ファイバーアクチュエーター１００は、絶縁体１０８を有するセクションと、絶縁体１０８を有しないセクションとの双方を含むことができる。このため、双方のセクションを有するファイバーアクチュエーターは、静電相互作用又は静電フィードバック（非機械的）、及びファイバーアクチュエーター１００の変形、動き、又は形状の変化の結果として生じる触覚フィードバック（機械的）の双方を提供することができる。
【００４８】
更なる実施形態において、スマート材料２００は、同じスマート材料内に、絶縁体１０８を含むファイバーアクチュエーターと、絶縁体１０８を含まないファイバーアクチュエーターとを備えることができる。そのような実施形態において、スマート材料は、静電相互作用又は静電フィードバックと、ファイバーアクチュエーター１００の変形、動き、又は形状の変化の結果として生じる触覚フィードバックとの双方を介してフィードバックを与えることができる。スマート材料２００は、主に１つのタイプのファイバーアクチュエーターを含むセクション（例えば、絶縁体１０８がない）と、主に別のタイプのファイバーアクチュエーターを含むセクション（例えば、絶縁体１０８を含む）とを含み、これによって、様々なタイプの触覚フィードバックを与えるスマート材料２００の別個のセクションを提供することができる。更なる実施形態において、ファイバーアクチュエーターは、スマート材料全体にわたって分配することができ、それによって、動き／変形に基づく触覚フィードバックと、静電ベースの触覚フィードバックとの双方を、スマート材料の同じエリア内で提供することができる。
【００４９】
静電相互作用が生成又は提供される実施形態において、第１の導体素子（１０２又は１０２’）及び／又は第２の導体素子１０６に接続される電源２０８は、好適には接地もされる。実施形態において、第１の導体素子１０２／１０２’は、グラウンドとして機能することができ、第２の導体素子は、電源２０８に接続され、ユーザーが絶縁体層１０８に接触するときにユーザーに静電フィードバックを与える。更なる実施形態において、ユーザーの身体（例えば、腕、足、胴、頭、首等）が、静電相互作用のためのグラウンドとして機能することができ、これによって、ユーザーのタッチ（又は密な接近）により触覚フィードバックが与えられるか又は知覚される。更なる実施形態において、ユーザーのタッチは、静電相互作用のためのグラウンドとして機能することができ、それによって、触覚フィードバックは、ユーザーのタッチ（又は密な接近）を通じてではなく、ユーザーの身体を介して与えられるか又は知覚される。また更なる実施形態では、静電相互作用の形態の触覚フィードバックは、ユーザーの身体及び／又はユーザーのタッチのいずれか又は双方によって知覚することができる。
【００５０】
本明細書に記載されるように、実施形態では、スマート材料２００、したがって構造材料２１０は、シャツ、ブラウス、帽子、ジャケット、コート及びズボン／半ズボンを含む、テキスタイル等の装着品に一体化するか又はこれらの一部とすることができる。構造材料はまた、財布及びハンドバッグ、手提げかばん（その持ち手を含む）、リュックサック及び宝飾品等を含む、様々な革製品を含む、装身具に一体化することもできる。
【００５１】
更なる実施形態において、ファイバーアクチュエーター１００を介してユーザーに触覚フィードバックを与えるための方法が本明細書において提供される。例示的な方法は、ファイバーアクチュエーター１００を提供することを含み、これは、例えば、装着具、装身具等の一部として、構造材料２１０に関連付けられるか又は一体化されたファイバーアクチュエーター１００を含むスマート材料２００を提供することを含む。本明細書に記載のように、ファイバーアクチュエーター１００は、第１の導体素子（中空ファイバーの場合、１０２、又はソリッドコアファイバーの場合、１０２’）と、第１の導体素子の周りに同軸に配置されたポリマー層１０４と、ポリマー層の周りに同軸に配置された第２の導体素子１０６とを備えることができる。説明されたように、ファイバーアクチュエーターは、実質的にファイバーの長さ全体にわたって実質的に円形の断面を有する。導体素子及びポリマー層として使用するための例示的な材料が本明細書に記載される。
【００５２】
本方法は、例えば、図２Ａに示されるように、ファイバーアクチュエーター１００に電気的に結合された電源２０８に作動信号２０６を送信することを更に含む。本方法は、ファイバーアクチュエーターを介して触覚フィードバックを生成することを更に含む。
【００５３】
上記で記載したように、実施形態において、触覚フィードバックを生成することは、第１の導体素子（１０２又は１０２’）と第２の導体素子１０６との間に電界を生成し、結果としてポリマー層１０４の変形をもたらすことを含む。例示的な実施形態において、電気活性ポリマー又はスマートポリマーとすることができるポリマー層１０４は、変形するか、動くか、形を変えるか、又は他の形で電界に反応し、ファイバーアクチュエーターの動き、及びいくつかの実施形態では構造材料２１０の動きを引き起こし、それによって触覚フィードバックをユーザーに与える。ポリマー層１０４は、電界の生成の結果として生じる温度の変化に応答して変形するか又は形状を変えることもできる。そのような動き及び触覚フィードバックは、ユーザーによって、ファイバーアクチュエーター、このためスマート材料／構造材料の動き、振動又は変形として知覚される点において本質的に「機械的」である。
【００５４】
ファイバーアクチュエーター１００が、ファイバーアクチュエーターの長さの少なくともあるセグメントにわたって第２の導体素子１０６の周りに配置された絶縁体層１０８を含む更なる実施形態では、触覚フィードバックを生成することは、ユーザーに対する静電フィードバックを生成することを含む。この静電フィードバックは、ユーザーが、ファイバーアクチュエーター又は構造材料との直接接触及び密な接近の双方を含めて、ファイバーアクチュエーター又は構造材料とインタラクトするときに生じることができる。この静電フィードバックは、物理的な移動又は変形ではなく、静電力の結果として生じるため、本質的に非機械的である。
【００５５】
例示的な作動信号２０６は、携帯電話、タブレット、コンピューター、自動車インターフェース、スマートデバイス、ゲーム機等からのものとすることができ、例えば、テキストメッセージ又は電子メール、電話、アポイントメント等の受取を示すことができる。
【００５６】
更なる実施形態では、本明細書に記載するように、外部デバイスを含むデバイスとスマート材料２００及び／又はファイバーアクチュエーター１００との間にインターフェースを提供するために、コントローラーもまた好適に含まれる。コントローラーのコンポーネントは、本技術分野において既知であり、好適には、例えば、バス、プロセッサ、入出力（Ｉ／Ｏ）コントローラー及びメモリを含む。バスは、Ｉ／Ｏコントローラー及びメモリを含む、コントローラーの様々なコンポーネントをプロセッサに結合する。バスは、典型的には、制御バス、アドレスバス及びデータバスを含む。しかしながら、バスは、コントローラーのコンポーネントの間でデータを転送するのに好適な任意のバス又はバスの組み合わせとすることができる。
【００５７】
プロセッサは、情報を処理するように構成された任意の回路を備えることができ、任意の好適なアナログ回路又はデジタル回路を備えることができる。プロセッサは、命令を実行するプログラマブル回路を備えることもできる。プログラマブル回路の例として、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は命令を実行するのに好適な任意の他のプロセッサ若しくはハードウェアが挙げられる。種々の実施形態において、プロセッサは、単一のユニットを備えることもできるし、単一のコントローラー内に又は別個のデバイス内に物理的に配置される、２つ以上のユニットの組み合わせを備えることもできる。
【００５８】
Ｉ／Ｏコントローラーは、コントローラーと周辺デバイス又は外部デバイスとの動作を監視する回路部を備える。Ｉ／Ｏコントローラーは、コントローラーと周辺デバイス又は外部デバイスとの間のデータフローの管理も行う。Ｉ／Ｏコントローラーがインターフェースすることができる周辺デバイス又は外部デバイスの例として、スイッチと、センサーと、外部記憶デバイスと、モニターと、キーボード、マウス又はプッシュボタン等の入力デバイスと、外部コンピューティングデバイスと、モバイル機器と、送信機／受信機とが挙げられる。
【００５９】
メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の揮発性メモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気メモリ、光学メモリ又は任意の他の好適なメモリ技術を含むことができる。メモリは、揮発性メモリと不揮発性メモリとの組み合わせを含むこともできる。
【００６０】
メモリは、プロセッサによって実行するための複数のプログラムモジュールを記憶するように構成される。このモジュールは、例えば、イベント検出モジュール、効果決定モジュール、及び効果制御モジュールを含むことができる。各プログラムモジュールは、データと、ルーチンと、オブジェクトと、呼び出しと、１つ以上の特定のタスクを実行する他の命令との集合体である。或る特定のプログラムモジュールが本明細書において開示されているが、種々の実施形態において、各モジュールについて記載される種々の命令及びタスクは、単一のプログラムモジュール、異なるモジュールの組み合わせ、本明細書において開示されるモジュール以外のモジュール、又はコントローラーと通信する遠隔デバイスによって実行されるモジュールによって実行することができる。
【００６１】
本明細書に記載される実施形態では、無線送受信機（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又は赤外線送受信機を含む）を含むことができるコントローラーは、構造材料２１０に一体化することができ、又は構造材料とは別個とすることができる。更なる実施形態では、コントローラーは、構造材料とは別個のデバイス上に配置することができるが、本明細書に記載されるファイバーアクチュエーター、電源及びスマート材料に作動信号２０６を提供するように、好適には有線を介して、又はより好適には無線信号を介して接続される。
【００６２】
例えば、コントローラーは、本明細書に記載するようなスマート材料又はシステムのユーザーに触覚フィードバックを提供するように、本明細書に記載するスマート材料又はファイバーアクチュエーターのアクチュエーター駆動回路に作動信号２０６を提供することができ、アクチュエーター駆動回路は電源２０８と通信する。例えば、例としてコントローラーが無線接続を介してペアリングされている移動電話又は他のデバイスがメッセージ又は電子メールを受け取るとき、所望の触覚フィードバックが発生することができる。追加の例としては、ゲームコントローラー、システム又はゲーム機、コンピューター、タブレット、自動車又はトラックインターフェース又はコンピューター、健康監視デバイス、自動支払機又はキオスク、様々なキーパッドデバイス、テレビ受像機、様々な機械等のデバイスと関連付けられているコントローラーが挙げられる。こうした実施形態では、コントローラーは、好適にはアクチュエーター駆動回路に作動信号２０６を提供して、外部デバイスによって又は外部デバイスから発生する信号に応じて、ユーザーに触覚フィードバックを提供する。デバイスは、本明細書に記載する触覚フィードバックシステムの様々な構成要素が含まれる装着具の一部とすることもできる。例えば、本明細書に記載のファイバーアクチュエーターは、腕時計のバンドの一部とすることができ、ここで、腕時計の盤面は、例えばスマートウォッチであり、ユーザーは、バンドに一体化されたファイバーアクチュエーターを介して触覚フィードバック（すなわち、受信した電子メール、アラーム、その他の通知に基づいて振動、動き、収縮等）を提供するように腕時計を設定する。デバイスによって提供することができる例示的なフィードバック又は信号は、例えば、第三者から到来するメッセージ又は通信、警告信号、健康ステータス更新（すなわち、血圧又は心臓の動悸）、ゲームインタラクション、運転者認識信号、コンピュータープロンプト等のインジケーションを含む。
【００６３】
更なる実施形態において、本明細書に記載のスマート材料及びコンポーネントは、仮想現実又は拡張現実システムと一体化するか、又はその一部とすることができる。そのような実施形態において、スマート材料は、ユーザーが仮想現実システム又は拡張現実システムとインタラクトするときに、ユーザーに触覚フィードバックを与え、仮想現実又は拡張現実コンポーネント及びデバイスによって開始される応答又はフィードバックを与えることができる。
【００６４】
更なる実施形態において、ユーザーと、ファイバーアクチュエーター１００と、外部デバイスとの間のインタラクションは、ユーザーとファイバーアクチュエーター１００又はスマート材料２００との間の直接インタラクションにより生じることができ、それにより、外部デバイスに信号が提供される。例えば、ユーザーは、ユーザーの身体上の装着具の形態のスマート材料と、この装着具の構造材料をタッチするか、スワイプするか、押すか、又は他の形でタッチすることによってインタラクトすることができる。装着具は、好適には本明細書に記載のファイバーアクチュエーターを含む。このインタラクションの結果として、信号が外部デバイスに送信され、ユーザーインタラクションが行われたことを実証又は確認することができる。
【００６５】
本明細書に記載の本方法の実施形態において、本明細書に記載の作動信号（複数の場合もある）は、電源に送信される。次に、ファイバーアクチュエーターにおいて動きが生成され、結果として構造材料が作動する。さらに、ファイバーアクチュエーターが静電フィードバックを与えるように設計される実施形態において、ユーザーインタラクション時に静電相互作用も生成することができる。ファイバーアクチュエーターの動き、及び／又は静電相互作用の組み合わせによって、触覚フィードバックがユーザーに与えられる。様々な実施形態において、ファイバーアクチュエーターの動きと、静電相互作用との双方の順序、シーケンス、頻度及び強度は、インタラクションの種類、又は所望のフィードバックの種類に依拠して変動することができる。
【００６６】
例えば、実施形態において、ユーザーは、ファイバーアクチュエーターの動きから触覚フィードバックを体験することができ、このとき、ユーザーは、このファイバーアクチュエーター又はスマート材料内の他のファイバーアクチュエーターとインタラクトし、静電相互作用を生成し、これにより、追加の更なる触覚フィードバックを与えることができる。更なる実施形態において、ユーザーは、構造材料とインタラクトすることができ、そして構造材料は静電相互作用を与え、構造材料は、ファイバーアクチュエーターからの動きを更に与えて、触覚フィードバックを与えることができる。更なる実施形態において、ユーザーは、第１のファイバーアクチュエーターとインタラクトすることができ、第１のファイバーアクチュエーターは、インタラクションに成功したことを示す運動ベースの又は機械的触覚フィードバックを与え、その後、第２のファイバーアクチュエーターからの静電相互作用（非機械的フィードバック）が、例えば、所望のタスクが完了したことを示す。
【００６７】
様々な触覚フィードバックの強度、頻度及びタイミングの例が本明細書に提供されており、それらは、ユーザー又はユーザーがインタラクトしている装置によって望ましいように適合させることができる。組み合わされたスマート材料をアクティベート又は作動する装置及び方法の例が本明細書に記載されており、それには、様々なコンピューター、移動デバイス、ゲームシステム、自動車等が含まれる。
【００６８】
上記で記載された種々の実施形態は、例示によってのみ提供されており、添付の特許請求の範囲を制限するものと解釈するべきではない。当業者であれば、本明細書において図示及び記載された例示の実施形態及び応用形態に従うことなく、また、添付の特許請求の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる種々の改変及び変更を容易に認識するであろう。
【００６９】
本出願は、２０１７年３月９日に出願された、米国特許出願第１５／４５４，３６２号の利益を主張し、その開示は引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【図１Ａ】
2018153085.tif 000003
【図１Ｂ】
2018153085.tif 000004
【図１Ｃ】
2018153085.tif 000005
【図２Ａ】
2018153085.tif 000006
【図２Ｂ】
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【外国語明細書】
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