多感官触觉技术的现状、挑战、进步和应用
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概述了其挑战，进步和现实世界的应用
（映维网Nweon 2025年04月01日）触觉技术正在改变人类与数字世界交互的方式。尽管早期的触觉设备专注于单感官信号，但现代的进步已经为多感官触觉设备铺平了道路，包括振动、皮肤拉伸、压力和温度等等。
在日前发布的一份研究中，莱斯大学、俄勒冈健康与科学大学、马里兰大学、罗切斯特大学和法国国家科学研究中心团队介绍了可穿戴多感官触觉技术的现状，概述了其挑战，进步和应用。
自20世纪60年代问世以来，触觉设备已经有了长足的发展。最初，它们依赖于刚性、接地机制作为用户界面，以从虚拟环境中产生基于力的反馈。
但随着传感和驱动技术的进步，触觉设备的可穿戴性正不断加强。今天的创新集中在皮肤反馈而非动觉反馈，亦即刺激皮肤的感受器来提供真实的触觉。
研究人员表示：“向多感官触觉反馈的新转变，这意味着同时提供多种类型的触碰刺激，正在增强用户体验，但它提出了新的工程和感知挑战。随着这项技术的不断发展，我们将看到它向更丰富的多感官体验发展——一种弥合数字交互和人类触摸之间差距的体验。”
设计有效的、可穿戴的多感官触觉设备需要对人类触觉感知具有深刻的理解。所以，研究团队确定了当今领域的数个关键挑战。
最重要的障碍之一是皮肤接触力学的可变性，因为皮肤弹性、受体分布和外部因素（如湿度）的差异会改变触觉刺激的感知方式。另一个问题是触觉掩蔽，即振动和皮肤拉伸等多种触觉会相互干扰，从而降低感知清晰度。
研究人员解释道：“每个人的皮肤对刺激的反应都不同，这是由于弹性、湿度、甚至体毛不同。这种可变性使得设计普遍有效的设备变得异常复杂。”
另外，可穿戴性和舒适性依然是每个产品的主要考虑因素。触觉设备必须设计成适合不同的身体位置，并且不会引起不适，限制运动或干扰日常活动。诸如重量、大小和附着方法等因素在确保长期可用性方面都起着至关重要的作用。
研究人员指出：“真正沉浸在触觉技术之中，不仅取决于用户的感受，同时取决于他们体验到的自然和舒适程度。”
除了强调挑战之外，团队同时强调了数种可能重新定义可穿戴触觉技术的新兴驱动方法。
机电致动通常用于振动反馈系统，由于其可靠性和可负担性，它们依然是最广泛采用的方法。然而，它们往往难以提供各种各样的触觉线索。聚合物驱动依赖于智能聚合物，当受到刺激时会改变形状或纹理，这为提供触觉反馈提供了一种轻量级和灵活的替代方案。
流体驱动利用加压空气或液体产生动态触觉，在机器人和基于纺织品的触觉可穿戴设备中越来越受欢迎，为舒适性和适应性提供了全新的可能性。另外，热驱动正在成为增强虚拟环境沉浸感或通过变暖或变冷感觉模拟现实世界交互的一种方式。
研究人员指出：“我们希望相关技术能显著扩展触觉反馈的范围，特别是在人机交互等领域。尽管前景看好，但需要进一步改进，提高响应时间、耐用性和能源效率。”
