港研超薄“電子皮膚”感受虛擬觸感

    隨着元宇宙技術的不斷發展，通過觸感來增強虛擬體驗已成為研究熱門，但當今的觸覺設備通常體積龐大且纏繞着電線，這嚴重阻礙了虛擬現實(VR)和增強現實(AR)用戶的沉浸式體驗。香港城市大學的研究人員最近開發了一種柔軟、超薄、集成皮膚的無線電觸覺系統WeTac，可為用戶在元宇宙空間中提供生動的觸感。

    研究人員指出，人類手部的不同部位觸覺敏感度差異很大，因此在虛擬現實技術中，團隊需要找到通用方法將手部觸覺資訊根據不同的敏感度特徵進行編碼，從而回饋出虛擬手部觸覺的真實資訊。目前，在虛擬現實技術中普遍使用的觸覺手套系統體積龐大、剛性強，通常受到各種管線的束縛，使用上極不自由，且對於不同敏感程度適配性不佳，難以準確回饋出觸覺資訊。因此，解決手部觸覺資訊回饋中的系統輕薄無線化與參數個性化的問題是相關技術發展過程中重要的一環。

    研究人員表示，團隊推出一款用觸覺資訊編碼的無線電觸覺系統WeTac，該系統具有超薄、柔軟和小型化的特性，可將壓力資訊以電流脈衝的形式編碼之後直接傳遞到手上。然後，系統通過啟動手部每個位置的觸覺感受器及傳入神經，在整個手掌以及手指上產生適當強度的虛擬觸覺感受，並能避免引起疼痛。

    WeTac系統運用超薄柔性皮膚電子技術，由微型柔性電子控制單元和超薄手掌電極陣列貼片組合而成，具有平均一點八像素每平方英寸的高空間解析度，電極之間的平均中心距離約為十三毫米，能夠全方位覆蓋從手指尖到整個手掌的各個部分。

    研究人員通過集成微型控制單元，對系統中的高壓產生、波形調製以及電流監測與控制等功能電路模組進行大幅簡化與高度集成化設計。相較於普通電觸覺回饋系統電路，WeTac 控制單元系統的尺寸得以大幅縮小（僅為五厘米乘五厘米乘四毫米）。系統由鋰離子電池供電，無需使用外部大型電源供電，從而可以省去電路連接的操作。除此之外，該系統還能夠通過藍牙無線連接到智能移動設備上，使用戶能夠對其進行即時控制。系統具備適配商用無線充電設備的功能，免除多餘的線纜束縛，實現從使用到充電的完全無線化，為用戶帶來更便捷的使用體驗。

    此外，在實際應用中，研究人員通過實驗證明可以將WeTac系統與VR環境、AR遊戲與機械人等系統結合。系統能夠通過無線通訊即時將虛擬世界中的觸覺感受時空資訊準確、有效回饋到用戶手上。

    小    米