港研超薄“电子皮肤”感受虚拟触感
2023-01-24 1680 杰米杰米 澳门日报
随着元宇宙技术的不断发展,通过触感来增强虚拟体验已成为研究热门,但当今的触觉设备通常体积庞大且缠绕着电线,这严重阻碍了虚拟现实(VR)和增强现实(AR)用户的沉浸式体验。香港城市大学的研究人员最近开发了一种柔软、超薄、集成皮肤的无线电触觉系统WeTac,可为用户在元宇宙空间中提供生动的触感。
研究人员指出,人类手部的不同部位触觉敏感度差异很大,因此在虚拟现实技术中,团队需要找到通用方法将手部触觉资讯根据不同的敏感度特徵进行编码,从而回馈出虚拟手部触觉的真实资讯。目前,在虚拟现实技术中普遍使用的触觉手套系统体积庞大、刚性强,通常受到各种管线的束缚,使用上极不自由,且对于不同敏感程度适配性不佳,难以準确回馈出触觉资讯。因此,解决手部触觉资讯回馈中的系统轻薄无线化与参数个性化的问题是相关技术发展过程中重要的一环。
研究人员表示,团队推出一款用触觉资讯编码的无线电触觉系统WeTac,该系统具有超薄、柔软和小型化的特性,可将压力资讯以电流脉冲的形式编码之后直接传递到手上。然后,系统通过启动手部每个位置的触觉感受器及传入神经,在整个手掌以及手指上产生适当强度的虚拟触觉感受,并能避免引起疼痛。
WeTac系统运用超薄柔性皮肤电子技术,由微型柔性电子控制单元和超薄手掌电极阵列贴片组合而成,具有平均一点八像素每平方英寸的高空间解析度,电极之间的平均中心距离约为十三毫米,能够全方位覆盖从手指尖到整个手掌的各个部分。
研究人员通过集成微型控制单元,对系统中的高压产生、波形调製以及电流监测与控制等功能电路模组进行大幅简化与高度集成化设计。相较于普通电触觉回馈系统电路,WeTac 控制单元系统的尺寸得以大幅缩小(仅为五厘米乘五厘米乘四毫米)。系统由锂离子电池供电,无需使用外部大型电源供电,从而可以省去电路连接的操作。除此之外,该系统还能够通过蓝牙无线连接到智能移动设备上,使用户能够对其进行即时控制。系统具备适配商用无线充电设备的功能,免除多余的线缆束缚,实现从使用到充电的完全无线化,为用户带来更便捷的使用体验。
此外,在实际应用中,研究人员通过实验证明可以将WeTac系统与VR环境、AR游戏与机械人等系统结合。系统能够通过无线通讯即时将虚拟世界中的触觉感受时空资讯準确、有效回馈到用户手上。
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