三星研究院提出用于AR眼镜触觉手套的人造肌肉致动器

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三星研究院和韩国亚洲大学等

映维网Nweon 2022年08月02日)由三星研究院和韩国亚洲大学等组成的研究团队日前在《自然-通讯》发表了一篇题为“”的《通过多功能人造肌肉驱动的紧凑型可穿戴增强现实设备(Actuating compact wearable augmented reality devices by multifunctional artificial muscle)》论文。简单来说,他们提出了一种用于增强现实眼镜触觉手套的人造肌肉致动器。

为了进一步提高沉浸感,社区正在积极探索一系列的触觉反馈技术,而其中最重要的一个载体是触觉手套。然而,集成到可穿戴设备中的致动器和传感器必须小巧轻便,并且通常需要移动性。

传统的致动器在实现更先进的功能方面存在一定的局限性,难以实现轻薄的形状参数和高功率密度。

由三星研究院和韩国亚洲大学等组成的研究团队提出了一种人造肌肉致动器,以解决一直困扰传统致动器类型的实际工程挑战,例如电磁致动器。其中,人造肌肉致动器可以作为一个小占地面积、高功率的驱动系统。

他们设计了一种基于形状记忆合金(SMA)的轻质高功率人造肌肉致动器,即所谓的CASA致动器。由这一团队全新开发的版本重量轻(0.22g),但足够耐用,可以支撑比自身重800倍的重量。

研究人员表示:“我们提出的这种新型致动器重量轻、结构紧凑,但力重比强大。重要的是,这种新型致动机制克服了传统致动器的局限性,同时带来了从机器人到可穿戴设备等广泛应用的潜力。我们预计,我们最新的研究成果将成为下一代更具沉浸感和交互感的体验的核心硬件技术。”

团队演示了所述致动器如何实现图像深度控制,采用二进制深度切换来减少视觉辐辏调节冲突(VAC):根据投影对象的聚焦距离直接调整显示器和AR眼镜原型光学系统之间的距离。

另外,对于通过触觉设备在皮肤产生自然和富有表现力的触觉而言,非振动机械感应输出非常重要。为了传递皮肤大幅变形的感觉,触觉设备需要具有高力重比和大位移的致动器,而在触觉设备原型的有限区域内组合多个致动器可以实现更具表现力的触觉体验。

利用人造肌肉的电阻会随外部压力变化的特性,CASA无需传感器就可以通过压力触发施加于对象的动作。配备CASA的触觉手套原型非常纤细且对压力敏感,所以有望应用于远程触觉。

更多关于论文的信息请访问映维网的论文页面:Actuating compact wearable augmented reality devices by multifunctional artificial muscle

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