作者：Addmaker
數位科技日新月異，虛擬世界的應用領域與裝置研發勢在必行，在虛擬的世界中，如何全真模擬出真實世界的五官感受，考驗穿戴裝置的設計。香港城市大學著手研究「觸覺體驗」多年，在「電子皮膚」的系統研發上有深入的發現，持續有創新的發表，一起來看！
輕巧的穿戴裝置，電子皮膚模擬逼真觸感
雖然現在的 VR 與 AR 科技，在引導人們的視覺與聽覺上，已經相當完善，但是觸覺仍然是虛擬世界發展的一大門檻。香港城市大學工程師團隊近期（2022/12）發表了一款穿戴式的觸覺回饋系統，取名為 WeTac，可說是現今最輕便的虛擬觸覺系統。
WeTac 由一種極輕薄的可穿戴式電子「皮膚」組成，主要的材料為具有彈性的水膠（Hydrogel），能夠黏在手掌和手指上，連接到小型的電池和藍牙通訊系統。水膠上布滿了 32 個電極，分佈在手掌、拇指和手指等位置，通過這些電極傳送的電流訊號，WeTac 系統能夠模擬各種觸感。
由於 WeTac 系統如皮膚般超柔軟的特性，系統可以根據不同的使用者設定，在不同部位做最適當的觸覺刺激參數，避免電流太弱沒有效果，或是過強造成疼痛。透過分布在不同位置的電極，系統可以傳遞虛擬物件的大小、停留時間等時空訊息，提供非常擬真的觸感。
（圖片來源：Addmaker 提供）
除了提供的觸覺非常細緻逼真，WeTac 系統的最大優勢在於它非常輕巧，可以貼在手掌和手指上，連接到前臂的一個小型貼片上，且該貼片上的電池可以無線充電。相較於其他笨重的穿戴式觸覺回饋設備，大多數都需要複雜的設置和纏繞的電纜，WeTac 系統非常簡單、輕巧，便於使用。
如果 WeTac 系統能成功應用，將代表借助於此裝備，使用者將有機會在電玩遊戲中感受到《節奏光劍》（Beat Saber）中切斷方塊的手感，或者以 AR 模式在公園裡「撫摸」寶可夢。此外，WeTac 系統預計還可以幫助遠程控制機器人，讓人類操作員感受機器人現場抓取的觸覺，或是用於遠距離動手術，幫助醫生在手術過程中也有觸覺回饋，未來的應用潛力極大。
（圖片來源：Addmaker 提供）
電子皮膚再升級！觸覺訊號的接收與傳遞
隨著虛擬實境等的發展，如何傳遞嗅覺與觸覺傳遞，注定將成為技術研發的重大考驗。繼上文可以傳遞觸覺訊號的「電子皮膚」，香港城市大學近期發表了具有突破性的版本，不似過往類似的設備對於接收或是傳送僅能進行一項，新款的電子皮膚同時能接收與傳遞觸覺訊號，因此觸覺本身不僅可以透過電訊傳遞，更能夠再現到其他地方。
此項研究成果最新發表於期刊《科學進展》（Science Advances），設計上近似於 2019 年的觸覺裝置設計，由多層的電動觸覺網格組成的皮膚貼片。目前發表的原型版本為 7×10 公分大小的貼片，厚度約為 4.2 公厘。
（圖片來源：Addmaker 提供）
電子皮膚本身由聚二甲基矽氧烷（PDMS）薄膜、薄型的磁鐵、軟矽膠支架與線圈組成，當其上按鈕狀的觸覺感應器接收刺激被按壓、摸過去時，會產生一個電訊號，這個訊號再被轉換為數位訊號，然後透過 Wifi 或藍芽等無線網路傳輸到另一個電子皮膚，接收到訊號的電子皮膚可重現皮膚所遭遇到的壓力變化。
如果能夠成功將相關技術應用上市，虛擬世界將不再只有視覺與聽覺二感，還可以加入更大範圍的觸覺傳遞。此款電子皮膚的設計相當柔軟，可以附著在身體的各部位，從手背、手腕、胸膛、背部，也可以應用於一對一視訊時進行觸覺交流，像是在視訊聊天的時候互相擊掌、擁抱，甚至撫摸，更進一步地減少人類交流中的距離感。
（圖片來源：Addmaker 提供）
目前團隊下一步規畫將電子皮膚的技術應用於視障者的使用場景，希望能透過電子皮膚來傳遞訊號，讓盲人可以遠端觸摸，或者甚至「閱讀」點字，克服以往觸覺訊號無法遠端傳遞的難題。
（本文經同意轉載自 Addmaker 加點製造；原文為 跳脫手套的 VR 觸覺方案，可穿戴的電子「皮膚」、香港城市大學發表可以傳遞觸覺訊號的電子皮膚；責任編輯：賴佩萱）
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