香港城市大学与跨院校研究团队合作《Nature》：成功研发新型触觉电子皮肤

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皮肤是人体面积最大的感官系统。近日，香港城市大学参与的跨院校研究团队，成功研发出一套“皮肤集成的触觉界面”系统。这套以皮肤为媒介的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）系统，可以通过紧贴皮肤的无线致动器，将能源转换成机械动能，将触觉刺激传送到人体。该研究成果最近发表在《自然》上。

新研发的皮肤集成的触觉界面系统可帮助义肢使用者感受外在环境，亦可应用于社交媒体及游戏娱乐上。

据介绍，虚拟与增强现实技术主要通过视觉和听觉刺激来创造体验，但相比眼睛和耳朵，皮肤是人体面积最大的感官系统，因此透过触觉感应外界环境，效果更好。

论文第一作者、香港城市大学生物医学工程学系助理教授于欣格博士说：“我们的目标是研发出媲美真人皮肤的电子皮肤。与市面上同类设备相比，这个新系统十分轻薄，可以紧贴皮肤，而且不需要电线和电池。”

这套系统采用了新的材料、结构、能量传输策略和通讯方案。研究团队将700余个功能组件组成厚度小于3毫米的柔韧皮肤器件，包括轻薄柔软且可拉伸的内层，可以紧贴皮肤；由硅胶保护的功能层，里面有无线控制系统及互相连接的致动器；透气布料外层，可直接结合到可穿戴衣物上。

于欣格介绍：“提供触觉震动的常规致动器，需要用100毫瓦左右的功率传输信息，但我们以射频技术（RF）供电，只需低于2个毫瓦的功率便能传输信息，并产生同等的机械震动，解决了无线低功耗能量传输的难题，显著提高了这套系统的操作距离。”

据了解，这项研究成果不但可应用在社交媒体及电子游戏上，也可以帮助义肢使用者透过触觉感应外在环境，提供反馈，甚至扩展到临床医学应用的相关虚拟场景。

该研究其他研究团队成员包括美国西北大学、伊利诺伊大学厄巴纳－香槟分校、宾夕法尼亚州立大学、英国布里斯托大学、清华大学及山东大学等高等学府的学者。該研究获得城大、西北大学、国家自然科学基金委员会及美国国家科学基金会赞助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1687-0

来源：科技日报

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