直徑只有6毫米,厚度只有1.1毫米

中國AI網 2025年05月12日)隨著虛擬現實和增強現實技術的快速發展,對沉浸式多感官體驗的需求隨之增長。觸覺反饋是關鍵的前沿領域之一,即物理感受虛擬世界的能力。

盡管配備振動馬達或流體致動器器的可穿戴觸覺套裝在增強真實感方面取得了長足進步,但向皮膚提供精確、多樣和自然的觸覺依然是一個主要挑戰。這種限制很大程度上源于缺乏緊湊、輕便、高性能的觸覺致動器。

在一項研究中,韓國科學技術院團隊開發了一種薄而靈活的觸覺致動器,并旨在直接向皮膚提供豐富而細致的觸覺反饋。

韓國研發郵票大小觸覺貼片,僅0.3克實現虛擬物體觸感模擬  第1張

為了提供密集和多樣的觸覺,致動器必須既緊湊且產生大范圍的反饋。針對這一問題,研究人員創造了一種基于介電彈性體致動器(DEA)的新型觸覺致動器。由于麥克斯韋應力現象,當施加電壓時,DEA產生顯著的面積膨脹。通過將DEA與小壓縮彈簧相結合,團隊成功地將面積擴展轉換為線性位移。

結果是一個非常小巧的致動器,直徑只有6毫米,厚度只有1.1毫米。盡管它的設計薄而緊湊,但這個致動器可以產生從壓力到高頻振動的各種觸覺,同時消耗不到60兆瓦的功率。令人印象深刻的是,盡管它的重量很輕,只有32毫克,但力量足以舉起25克的重量。

以這個致動器作為基礎,團隊開發了一種柔性觸覺貼片,將九個致動器密集排列在一個小的指墊大小的區域內。整個貼片整合在一個薄而靈活的印刷電路板,重量僅為0.3克,可以舒適地符合皮膚的輪廓,不會妨礙手指手掌的自然運動。

另外,每個致動器都是單獨控制,確保貼片能夠動態渲染紋理,模擬虛擬對象的3D表面,并提供復雜的觸覺反饋模式。

韓國研發郵票大小觸覺貼片,僅0.3克實現虛擬物體觸感模擬  第2張

為了完成這個系統,團隊進一步集成了一個反射式微傳感器陣列,令貼片不僅可以提供觸覺反饋,同時可以感知觸摸。這種雙向能力為虛擬現實環境或用戶之間的無線觸覺通信打開了大門。在這種環境中,觸覺可以實時編碼、傳輸和重建。

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展望未來,這種薄,靈活,輕便的可穿戴式觸覺貼片令下一代觸覺致動器技術成為可能,并可賦能AR/VR等領域,并彌合數字世界和現實世界之間的鴻溝。