查看引用/信息源請點擊：neurosciencenews

“人類分辨率”觸覺設備

（中國AI網 2025年11月24日）據報道，美國西北大學的工程師們開發出了首款實現”人類分辨率”的觸覺設備，這意味著它能精準匹配人類指尖的感知能力。名為VoxeLite的超薄、輕量、柔性、可穿戴設備能以皮膚自然感知的同等清晰度、細節度和速度重現觸覺。它像創可貼一樣輕柔地包裹在指尖，使數字觸覺能呈現出如今人們對屏幕和揚聲器所期待的那種真實感。

通過將高空間分辨率與舒適、可穿戴的外形相結合，VoxeLite有望改變人們與數字環境的交互方式，包括虛擬現實系統。

研究人員表示：”觸覺是目前唯一沒有真正數字接口的主要感官。我們擁有能讓事物看起來和聽起來真實的技術。現在，我們希望讓紋理和觸感也變得真實。我們的設備正在推動該領域朝著這個目標前進。我們同時將其設計得舒適，以便人們可以長時間佩戴，而無需取下它來執行其他任務。就像人們整天戴著眼鏡甚至都不會注意到它們一樣?！?/p>

盡管高清視頻和逼真音頻已經取得了數十年的進步，但數字觸覺卻一直頑固地滯后。當今的觸覺反饋無法傳遞指尖自然感知到的豐富、詳細的信息。這部分是因為皮膚的空間和時間分辨率難以模擬。

團隊解釋道：”想想非常早期的電影，當時每秒幀數很低，所以動作看起來不連貫。這是由于時間分辨率。或者想想早期的計算機顯示器，圖像是像素化的。那是空間分辨率低。如今，對于圖形顯示來說，這兩個問題都已解決。然而，對于觸覺顯示來說，這些問題還遠未解決。事實上，很少有研究人員嘗試同時解決這兩個問題?！?/p>

VoxeLite的特點在于，其將一系列微小的、可獨立控制的節點嵌入到了一張如紙般薄、可拉伸的乳膠片中。柔軟的節點功能類似于觸覺像素，每個都能以高速和精確的模式按壓皮膚。

每個節點包含一個軟橡膠圓頂、導電外層和隱藏的內部電極。當施加輕微電壓時，會產生電粘附效應——這與氣球摩擦后能粘在墻上的原理相同。

這項新技術以精確、受控的方式施加靜電力，使每個微小節點能夠”抓住”表面并傾斜以壓入皮膚。這產生了高度局部化的機械力，因此每個觸覺”像素”都會推動指尖的皮膚。

較高的電壓會增加運動過程中的摩擦力，產生更明顯的觸覺提示，以模擬粗糙表面的感覺。另一方面，較低的電壓產生的摩擦力較小，因此會帶來更光滑表面的感覺。

研究人員指出：”當在接地表面上滑動時，設備控制每個節點上的摩擦力，從而導致皮膚產生可控的壓痕。過去嘗試生成觸覺效果的設備都是龐大、笨重、復雜的。VoxeLite重量不到一克。”

為了創建人類分辨率的觸感，團隊將節點緊密地排列在一起。在設備最密集的版本中，節點間距約為1毫米。在用戶測試中，他們使用了節點間距為1.6毫米的版本。

團隊表示：”節點的密度對于匹配人類敏銳度確實很重要。節點間距需要足夠遠，以便你的身體能夠區分它們。如果兩個節點間距小于一毫米，你的指尖只會感覺到一個節點而不是兩個。但如果節點間距太遠，它們就無法重現精細的細節。為了創造感覺真實的觸感，我們希望匹配那種人類敏銳度?！?/p>

VoxeLite在兩種模式下運行：主動模式和被動模式。在主動模式下，當用戶在光滑表面移動時，設備通過快速傾斜和壓入單個節點來生成虛擬觸覺。節點每秒可移動高達800次，覆蓋了人類觸覺感受器幾乎全部的頻率范圍。

在一系列實驗中，佩戴該設備的研究參與者能夠準確可靠地識別虛擬紋理、圖案和方向提示。佩戴 VoxeLite 的人識別這些方向模式——上、下、左、右——的準確率高達 87%。他們識別真實織物（包括皮革、燈芯絨和毛巾布）的準確率也達到了 81%。

在被動模式下，設備基本上”消失”了。因為它極其薄、柔軟且貼合皮膚，VoxeLite不會干擾現實世界的任務或阻礙自然的觸覺。然后，佩戴者可以在真實和數字體驗之間無縫切換。

相關論文：Toward human-resolution haptics: A high-bandwidth, high-density, wearable tactile display

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz5937

對于設備的未來迭代，美國西北大學團隊設想了一種可以與其他設備配對的技術。就像耳機使用藍牙與我們的設備交互一樣，VoxeLite有朝一日或許能與設備同步，將平坦光滑的屏幕轉變為有紋理的界面。