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觸覺革命!穿戴式裝置完美模擬人類觸感

現有的觸覺回饋技術大多僅能產生簡單震動,但西北大學工程團隊最新研發的穿戴裝置,竟能精準重現人類皮膚的複雜觸覺體驗!這項突破性技術不僅能模擬按壓、拉伸、滑動等多種觸感,更能組合不同觸覺並調節速度,創造出前所未有的真實觸感體驗。

這款輕巧無線的裝置採用藍芽技術,可與VR頭盔或智慧型手機連線。其微型化設計讓它能夠任意配置在身體各部位,甚至可與其他致動器組成陣列,或整合至現有穿戴裝置中。研究團隊預期,這項技術將徹底改變虛擬體驗、協助視障者導航、讓線上購物能「觸控」布料質感,甚至讓聽障者「感受」音樂旋律。

「現有觸覺裝置只會戳刺皮膚,」主導設計的John A. Rogers教授解釋,「但皮膚其實能感知更複雜的觸覺。我們開發的微型致動器能朝任意方向施力,實現推擠、扭轉、滑動等動作,以可程式化方式精準控制觸感。」

相較視覺與聽覺技術的飛躍進步,觸覺科技發展長期停滯。這主要源於人類觸覺的極度複雜性——皮膚深淺層分佈著各類機械感受器,每種都有獨特敏感度與反應特性。要精確控制刺激型別、強度與時序來重現這些感受,一直是科技界難以突破的挑戰。

西北大學團隊首創「全自由度致動器」(FOM),能朝皮膚任意方向施力,同時啟用所有機械感受器。這種僅數毫米大的裝置運用微型磁鐵與線圈組,通電產生磁場來驅動磁鐵運動。多個致動器組合後,更能重現捏、拉、擠、拍等複雜觸感。

裝置還配備加速度計,能感知自身方位與運動狀態。這讓系統能根據使用者情境提供觸覺回饋,例如辨識手掌朝上或朝下,甚至模擬不同布料在指尖滑過的質感差異。

更驚人的是,團隊成功將音樂轉化為觸覺訊號!透過調整觸覺回饋的頻率、強度與節奏,使用者能清楚分辨不同樂器的音色特徵。「我們完整保留了樂器的細微特質,」Rogers教授表示,「這證明觸覺能完美補足其他感官體驗,讓數位互動更貼近真實世界。」

這項發表於《科學》期刊的研究,標誌著觸覺科技的重大突破。隨著這項技術成熟,人機互動將邁入全新紀元——未來我們不僅能看見、聽見虛擬世界,更能真實「感受」數位內容的每一分質地與溫度。