栗子 乾明 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

还记得男女主角在虚拟世界约会的场景吗？

女主只是轻轻摸了摸，男主瞬间感觉到一股电流触动了全身。

他分不清虚拟世界和现实世界。

尽管在电影中VR设备不再新鲜，但这种触觉看起来仍然很科幻，没有10年或20年的研究似乎很难实现。

但是现在，我们可能不用等那么久了。

来自香港城市大学&西北大学的研究人员使用一组皮肤贴片系统，不仅能让你感受到远方亲人的触摸，还能让你感受到远方亲人。

当然，VR游戏中的人和物也能感受到。

看到这里你有什么大胆的想法吗？日本有一款游戏叫做VR什么友？

而且这个装置根本不需要复杂的插线电源，只需要无线信号驱动，辐射强度也在美国FDA在规定的范围内，无需担心安全问题。

这项研究也登上了最新一期Nature。

无线电源控制实现毫米触觉反馈

皮肤是一种神奇的生物系统，表面覆盖着传感器，人类与外界的物理接触取决于它们。

该团队开发了数百个功能组件，触摸皮肤，核心部分是执行器。

每个执行器只重1.4克，直径12-18毫米 (指甲大小) ，厚度2.5毫米。由两个部分组成，一是密封在丙烯酸基料里面的铜线圈，二是安装在聚合物上的永磁体。

当电流通过线圈时，磁体以与电流相同的频率振动，对皮肤上的不同点施加压力，使不同位置产生毫米触觉反馈，使皮肤有触觉。

在他们的研究结果中，32个执行器排列在单个皮肤中，可以单独控制，产生更精细的触觉反馈。

所有这些组件都储存在合成橡胶薄层中，厚度为3mm，由硅胶覆盖。

它不仅透气，而且可以重复使用，即使弯曲甚至扭曲也不会影响功能的实现。

更重要的是，该组件还有芯片级的集成电路和天线，可以无线控制和供电。

这就解决了所有类似设备被电线束缚的尴尬局面。

根据论文中披露的数据，无线信号的传输范围为直径1米，是之前最先进的技术范围的10倍。

而且驱动执行器的能量也不高，只需1.75毫瓦的功率，就能产生明显的振动感。

一般来说，由直流电驱动的执行器需要大约100毫瓦的功率才能产生相同水平的振动。

该设备的应用范围不仅限于VR领域。

在论文中，他们还测试了该系统，以进一步显示该技术在实际应用中的可能性。

在第一个实验中，是一个女孩和祖母进行视频通话的场景。她只需要触摸屏幕，祖母就可以通过手臂上的设备感知到孙女的触摸。

在第二次实验中，一名下臂截肢的男子在上臂上贴了一块胶片。当他用机械手的假肢抓住物体时，他觉得自己真的在用手抓住物体。

在第三个实验中，当一个人玩格斗游戏时，他会把电影贴在身上。当他在游戏中的角色受到攻击时，他也能感觉到相应的部分。

34名合作伙伴，两名来自中国

在机械工程、材料科学、生物医学、物理化学等学、生物医学、物理化学等领域。

根据EurekAlert报道，整个团队用了大约两年的时间才研发出了这个装置。

香港城市大学于欣格和解兆谦有两部共同的作品。

除香港城市大学外，还有大连理工大学和西北大学。

余欣格现任香港城市大学生物医学工程系助理教授、博士生导师，2009年毕业于电子科技大学。

2009-2015年，美国西北大学与电子科技大学联合培养博士学位。

2013年从大连理工大学博士毕业后，西北大学从事博士后研究，现在在香港城市大学担任研究员。

西北大学的黄永刚教授和两位通讯作家也研究过。John A. Rogers教授。

其他研究人员来自厄巴纳-香槟分校、宾夕法尼亚州立大学和亚利桑那大学、布里斯托大学、清华大学和山东大学。

研究还在完善中

首先，人体皮肤可以检测到亚毫米级的触感，但设备中的执行器直径为12-18mm，厚度为2.5mm，相比之下还有很大的差距。

经过模拟测试，他们提出了一种小型化设备的方法，认为执行器的直径和厚度可以降低十倍和三十倍。

其次，每个执行器由一组约5毫安的电流驱动，高于消费电子产品，无法更好地散热，也会影响性能和用户体验。

最后，虽然优化后的执行器只需要1.75毫瓦的功率，但总体功耗也很大。要继续无线控制这个平台，在实践中还有很多困难需要克服。

但即使有很多空间需要改进，Nature本研究还描述了一种新的可能性：

真正VR体验不再只停留在斯皮尔伯格电影中，不是吗？

不仅仅是科幻电影，整个电影VR产业的发展也会产生很大的影响。

至少从VR在游戏的互动性上升到一个新的水平。

说到这里，我真的不得不提到隔壁岛国VR游戏，加了这个技术，还好吗？你怎么看？

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1687-0

参考链接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases_ml/2019-11/cuoh-5112019.php

https://www.nature.com/articles/d41586-019-03506-3

— 完 —

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