柔性电子皮肤的灵感来自电影《头号玩家》。电影中,所有人生活在虚拟和现实之间。通过特殊的VR装备,人们可以控制游戏中自己的化身,进行赛车等各种各样的活动,甚至和其他角色进行亲密接触。于欣格认为,这类科幻电影中的场景同样能够成为现实。解决思路是利用柔性电子皮肤,制备一套触觉反馈系统,将传统的电子原器件轻薄化、小型化、可拉伸化,制成像皮肤一样的超薄可穿戴器件。于欣格团队据此开发了一种可以集成在人造皮肤上的无线触觉反馈系统,也被称作“皮肤VR”。 这项成果得到国际同行认可,论文《皮肤集成无线触觉界面在VR和AR中的应用》(Skin-integtated wireless haptic interfaces for virtual and augmented reality),在2019年11月20日《自然》(Nature)杂志上发表。
图:论文《皮肤集成无线触觉界面在VR和AR中的应用》 当下,虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术主要通过视觉和听觉刺激来创造体验。但比起眼睛和耳朵,皮肤是人体面积最大的感官系统,透过触觉感应外界环境,会产生更佳体验效果。越来越多的研究者将电子皮肤视为让虚拟世界触手可感的突破口,但要实现这一目标并不容易,这对电子皮肤的材质、使用便携度、传感的精确度都是极大考验。 于欣格说:“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。” 这套以电子皮肤为媒介的VR系统,集合了传感器、振动磁铁和无线发射装置,厚度小于3毫米,轻薄柔软,可以连接到身体任何部分,并将其转化为基于触觉的 VR 输入系统。皮肤VR的反应速度快得令人难以置信,在 Wi - Fi 环境下操作时,仅需要 350 微秒就能传达信号,比平均 550 微秒的人体自然反应还要快。