香港城市大学探索电刺激+机械驱动在皮肤传递多维触觉信号，实现逼真触觉反馈

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结合了电刺激和机械驱动的优势，并可以直接在皮肤传递多维触觉信号的系统

（映维网Nweon 2023年12月27日）AR/VR正变得越来越先进，并使得高度引人入胜的游戏体验和全新的媒体娱乐形式成为可能。然而，所述技术依然存在巨大的改进空间，特别是在人工刺激视觉和听觉以外的其他感官方面。

香港城市大学和其他研究机构的研究人员一直在尝试开发触觉界面，从而帮助终端用户与虚拟环境紧密相连。在日前发表的一篇论文中，他们介绍了一种结合了电刺激和机械驱动的优势，并可以直接在皮肤传递多维触觉信号的系统，从而引发逼真的触觉反馈来进一步增强虚拟体验。

团队表示：“目前，全球对柔性电子产品的研究主要集中在柔性传感器的开发之上，而对柔性反馈技术的研究有限。”

认识到柔性电子技术缺乏信息反馈，研究人员利用柔性电子技术集成了柔性机械反馈致动器，并在这一领域取得了重大进展。他们设计了一个具有多维刺激模式的触觉反馈界面，而所述界面能够有选择地刺激不同的受体，从而再现与各种纹理对应的触觉。

当人体接触到不同的物体或表面时，大脑可以感知到各种各样的触觉信息。这种能力得到了生物机制的支持，使得人类能够处理多种类型的触觉信息。

研究人员解释道：“这种多维信号可以和谐地工作，为我们提供了多样化和生动的触觉体验。提供一个能够传递多维触觉信号的反馈界面，这对于在VR/AR中最大限度地有效再现人类触觉方面发挥着至关重要的作用。通过将三种反馈模式集成到一个单一的皮肤集成界面中，我们的设备具有显著的优势。”

团队介绍了一种全新的激活原理，使得他们的触觉系统能够刺激人体不同的感觉受体和感觉神经。如果与VR或AR技术相结合，这最终可以实现更加逼真和身临其境的体验。

目前，旨在产生触觉反馈的技术主要向两个方向发展。一个侧重于电刺激，二是通过机械驱动产生触觉信号。

研究人员表示：“电刺激最困难的方面主要集中在生物研究，如何准确地激活神经并在人体内产生真正的触觉。另一方面，机械驱动通过设计可变形的交互界面或设备来实现触觉反馈。这种交互界面或设备可以复制皮肤在与真实对象交互时的表面变形。这里的关键挑战在于如何设计机械结构以准确地模仿触觉体验。”

香港城市大学的研究有效地弥合了这两种产生触觉反馈的方法之间的差距。方法是通过引入一种不同触觉感受器的选择性刺激的原理。

他们解释道：“通过结合电刺激和机械驱动的优势，我们能够实现更多样化和身临其境的触觉反馈效果。我们的方法打破了之前将这两条路径分开的障碍，并允许在单个设备中集成多种反馈模式。这项实验规则和创新为为用户提供更丰富、更逼真的触摸体验开辟了新的可能性。”

团队开发的皮肤集成式多模态触觉界面是对关注触觉技术发展的研究领域的重大贡献。在未来，这项研究可能会为创造高度沉浸式的VR内容带来有趣的全新可能性。

相关论文：A skin-integrated multimodal haptic interface for immersive tactile feedback

研究人员补充道：“触觉反馈领域存在很大的发展空间。对于反馈界面本身，材料合成、机械结构优化、神经电生理学等各个领域的研究都与反馈界面的设计原理和制造密切相关。在考虑未来的应用时，包括VR软件、机器算法、数据处理甚至用户心理学在内的几个方面都为探索提供了有价值的途径。”