超薄觸覺貼片問世!讓你真實感受虛擬世界的觸感
隨著虛擬實境(VR)和擴增實境(AR)技術快速發展,人們對於沉浸式多感官體驗的需求也與日俱增。其中,觸覺回饋技術被視為關鍵突破點,它能讓我們真實觸控到虛擬世界。
雖然現有的觸覺反饋衣已採用振動馬達或流體致動器來提升真實感,但要精準呈現多元且自然的觸覺體驗仍是一大挑戰。這項技術的瓶頸主要在於缺乏輕薄短小、高效能的觸覺致動器。
我們的研究團隊在此領域取得重大突破,成功開發出新一代超薄柔性觸覺致動器,能直接為皮膚提供豐富細膩的觸覺反饋。這項研究成果已發表於《Science Advances》期刊。
為實現密集且多樣的觸覺感受,致動器必須兼具微型化與多樣化反饋能力。我們採用介電彈性體致動器(DEA)技術,利用麥克斯韋應力效應,在施加電壓時產生顯著面積擴張。再結合微型壓縮彈簧,成功將面積擴張轉換為線性位移。
最終開發出的致動器直徑僅6毫米、厚度1.1毫米,重量更只有32毫克,卻能產生從壓力到高頻振動等多種觸覺反饋,功耗低於60毫瓦。令人驚豔的是,這個微型致動器甚至能舉起25克重的物體。
基於這項技術,我們進一步開發出柔性觸覺貼片,在指尖大小的面積內整合了9個致動器陣列。整個貼片重量僅0.3克,採用柔性印刷電路板製成,能完美貼合皮膚曲線且不影響手部自然動作。每個致動器都可獨立控制,能動態呈現虛擬物體紋理、3D表面等複雜觸覺模式。
為完善系統功能,我們還整合了反射式微型光感測陣列,使貼片不僅能提供觸覺反饋,還能感知觸控動作。這種雙向互動能力為VR環境中的無線觸覺通訊開創可能,讓觸感得以即時編碼、傳輸與重現。
這項突破性技術不僅適用於VR/AR領域,在微型機器人、先進義肢和醫療裝置等領域也具備廣泛應用潛力。它成功縮小了數位與物理世界間的差距,讓我們離真實觸控數位世界的夢想更近一步。
本研究成果屬於Science X Dialog專欄,該平臺提供研究人員發表已刊登論文的機會。欲知更多參與資訊,請參閱相關頁面說明。
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