我國(guó)學(xué)者成功研發(fā)新型觸覺電子皮膚可通過緊貼皮膚的無(wú)線致動(dòng)器

2019-12-12 17:36:15來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

皮膚是人體面積最大的感官系統(tǒng)。記者近日獲悉，香港城市大學(xué)參與的跨院校研究團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一套“皮膚集成的觸覺界面”系統(tǒng)。這套以皮膚為媒介的虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)，可以通過緊貼皮膚的無(wú)線致動(dòng)器，將能源轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)能，將觸覺刺激傳送到人體。該研究成果最近發(fā)表在《自然》上。

據(jù)介紹，虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要通過視覺和聽覺刺激來(lái)創(chuàng)造體驗(yàn)，但相比眼睛和耳朵，皮膚是人體面積最大的感官系統(tǒng)，因此透過觸覺感應(yīng)外界環(huán)境，效果更好。

論文第一作者、香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系助理教授于欣格博士說(shuō)：“我們的目標(biāo)是研發(fā)出媲美真人皮膚的電子皮膚。與市面上同類設(shè)備相比，這個(gè)新系統(tǒng)十分輕薄，可以緊貼皮膚，而且不需要電線和電池。”

這套系統(tǒng)采用了新的材料、結(jié)構(gòu)、能量傳輸策略和通訊方案。研究團(tuán)隊(duì)將700余個(gè)功能組件組成厚度小于3毫米的柔韌皮膚器件，包括輕薄柔軟且可拉伸的內(nèi)層，可以緊貼皮膚;由硅膠保護(hù)的功能層，里面有無(wú)線控制系統(tǒng)及互相連接的致動(dòng)器;透氣布料外層，可直接結(jié)合到可穿戴衣物上。

于欣格介紹：“提供觸覺震動(dòng)的常規(guī)致動(dòng)器，需要用100毫瓦左右的功率傳輸信息，但我們以射頻技術(shù)(RF)供電，只需低于2個(gè)毫瓦的功率便能傳輸信息，并產(chǎn)生同等的機(jī)械震動(dòng)，解決了無(wú)線低功耗能量傳輸?shù)碾y題，顯著提高了這套系統(tǒng)的操作距離。”

據(jù)了解，這項(xiàng)研究成果不但可應(yīng)用在社交媒體及電子游戲上，也可以幫助義肢使用者透過觸覺感應(yīng)外在環(huán)境，提供反饋，甚至擴(kuò)展到臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用的相關(guān)虛擬場(chǎng)景。(記者張強(qiáng))

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