皮膚是人體面積最大的感官系統(tǒng)。近日，香港城市大學(xué)參與的跨院校研究團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一套“皮膚集成的觸覺界面”系統(tǒng)。這套以皮膚為媒介的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）系統(tǒng)，可以通過緊貼皮膚的無線致動器，將能源轉(zhuǎn)換成機(jī)械動能，將觸覺刺激傳送到人體。該研究成果最近發(fā)表在《自然》上。
新研發(fā)的皮膚集成的觸覺界面系統(tǒng)可幫助義肢使用者感受外在環(huán)境，亦可應(yīng)用于社交媒體及游戲娛樂上。
據(jù)介紹，虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要通過視覺和聽覺刺激來創(chuàng)造體驗(yàn)，但相比眼睛和耳朵，皮膚是人體面積最大的感官系統(tǒng)，因此透過觸覺感應(yīng)外界環(huán)境，效果更好。
論文第一作者、香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系助理教授于欣格博士說：“我們的目標(biāo)是研發(fā)出媲美真人皮膚的電子皮膚。與市面上同類設(shè)備相比，這個(gè)新系統(tǒng)十分輕薄，可以緊貼皮膚，而且不需要電線和電池。”
這套系統(tǒng)采用了新的材料、結(jié)構(gòu)、能量傳輸策略和通訊方案。研究團(tuán)隊(duì)將700余個(gè)功能組件組成厚度小于3毫米的柔韌皮膚器件，包括輕薄柔軟且可拉伸的內(nèi)層，可以緊貼皮膚；由硅膠保護(hù)的功能層，里面有無線控制系統(tǒng)及互相連接的致動器；透氣布料外層，可直接結(jié)合到可穿戴衣物上。
于欣格介紹：“提供觸覺震動的常規(guī)致動器，需要用100毫瓦左右的功率傳輸信息，但我們以射頻技術(shù)（RF）供電，只需低于2個(gè)毫瓦的功率便能傳輸信息，并產(chǎn)生同等的機(jī)械震動，解決了無線低功耗能量傳輸?shù)碾y題，顯著提高了這套系統(tǒng)的操作距離。”
據(jù)了解，這項(xiàng)研究成果不但可應(yīng)用在社交媒體及電子游戲上，也可以幫助義肢使用者透過觸覺感應(yīng)外在環(huán)境，提供反饋，甚至擴(kuò)展到臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用的相關(guān)虛擬場景。
該研究其他研究團(tuán)隊(duì)成員包括美國西北大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)厄巴納－香檳分校、賓夕法尼亞州立大學(xué)、英國布里斯托大學(xué)、清華大學(xué)及山東大學(xué)等高等學(xué)府的學(xué)者。該研究獲得城大、西北大學(xué)、國家自然科學(xué)基金委員會及美國國家科學(xué)基金會贊助。
