摘要:牛思淼认为,之前的研究主要是实现皮肤上传感器信号的无线收集,这是第一次实现了无线控制可拉伸的皮肤驱动器阵列,美国西北大学的成果为最终实现闭环系统又迈出了重要一步,而闭环系统可以极大提升系统的复杂性和功能性。研究人员正在努力拓展该装置的使用范围,比如开发可以发热或拉伸力的驱动器,当有热输入的情况下,你可以通过假肢指尖感受到一杯咖啡的热量。

1.75毫瓦诱发真实触感!支持远程触摸的“虚拟皮肤”诞生,可与人体集成 ……

图 | 这款电子皮肤就像硅和金属造就的千层面。(来源:美国西北大学)

目前的虚拟现实技术大都是通过头戴式显示器、加速度传感器和扬声器作为计算机模拟三维环境的基础,但这些技术缺失了触摸感。要知道,皮肤是我们最大的器官,其中遍布的机械感受器带来的触摸感是我们与世界互动的基础。

要让那个这款装置更舒适,那么就需要柔性界面。装置中的驱动器被嵌入到薄而柔软的有机硅聚合物中,无需胶带即可粘附到皮肤上。其通信方式采用近场通信(NFC),这也是我们平时常用的一种电子支付技术。如此成就了一个薄而轻的装置,且可无限期佩戴使用。

该装置可以与平板电脑进行无线通讯。当用户在触摸屏界面画出“X”图案时,装置即可在皮肤上实时产生“X”图案的触感。当人们进行远程聊天时,亲友可以通过伸手进行虚拟抚触,其力度可以通过触摸屏界面来设置。

Garrett Anderson 是一名伊拉克战争中失去右臂的陆军老兵,2005 年 10 月 15 日,炸弹碎片削断了他的手臂。他在戴上美国西北大学的装置后,明显感受到了假肢指尖传到手臂的压力。Rogers 认为,经过长时间磨合,大脑会将手臂上的感觉认为是假肢手指的感觉,这相当于重现了手指的触摸感。

1.75毫瓦诱发真实触感!支持远程触摸的“虚拟皮肤”诞生,可与人体集成 ……

图 | 触摸显示器上的图像,佩戴电子皮肤的人就会感受到触摸。从黄色到红色,表示微型驱动器的激活程度。(来源:《自然》杂志)黄永刚向DeepTech表示,

研究人员正在努力拓展该装置的使用范围,比如开发可以发热或拉伸力的驱动器,当有热输入的情况下,你可以通过假肢指尖感受到一杯咖啡的热量。黄永刚说:“我们下一步共工作主要是实现更轻薄的、更高分表率的柔性皮肤触觉界面,并丰富不同的皮肤刺激方式,比如热刺激和拉伸触感的实现等。”

更让人兴奋的是研究人员的最终设想,用成百上千个离散的可编程驱动器,将这个装置扩展到全身。穿上特制的 VR 套装,加上 VR 头盔,游戏者可以完全沉浸在虚拟世界中。

香港理工大学纺织及制衣学讲席教授陶肖明(Xiao-ming Tao)在《自然》杂志评论称,鉴于人体皮肤可以分辨亚毫米级的触觉,因此这个驱动器可以再加以微型化,缩小到原来十分之一到三分之一。

牛思淼认为,之前的研究主要是实现皮肤上传感器信号的无线收集,这是第一次实现了无线控制可拉伸的皮肤驱动器阵列,美国西北大学的成果为最终实现闭环系统又迈出了重要一步,而闭环系统可以极大提升系统的复杂性和功能性。比如,在血糖控制上,闭环系统可以通过紧贴在皮肤上的传感器阵列得到血液里的血糖含量,然后经过 NFC 无线传递到中枢处理器进行分析控制。当需要干预的时候,中枢处理器发出指令,通过驱动器进行干预,来实现全自动的闭环血糖控制。

对于人们关心的商业化问题,Rogers 说,这篇《自然》杂志论文只是一个起点,是学术研究的首次展示,也许在一两年内会有商业化进展。

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