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记者 | 谭一凡
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在视频通话中触碰到屏幕对面的亲人，不用离开实验室就能感受到国外患者的器官组织，这些看起来遥不可及的未来场景，在几年之内很可能会成为现实。
新南威尔士大学的工程师们开发出了一种可以重新塑造触觉的技术，通过刺激皮肤的局部区域，利用力、振动或者运动来模仿触摸的体验，从而类似于真实世界中的感觉。
新南威尔士大学医学机器人实验室主任Thanh Nho Do博士是这项新设备研究的资深作者。Do博士指出，许多人认为触觉在日常工作中是理所当然的。“人类的手拥有高密度的触觉感受器。当我们用手做事时，比如拿着手机或在键盘上打字，如果没有触觉，所有这些动作都是不可能的。”
“但是，在很多情况下，触觉尽管有用，但在实际上是不可能完成的：例如，在远程医疗咨询中，医生无法对病人进行身体检查。”
“所以，我们的目标是解决这个问题。”Do博士表示：“我们的三向皮肤拉伸设备(SSD)内置在我们研发的可穿戴触觉手套的指尖上，就像戴了柔软、可拉伸的第二层皮肤，将使触觉交流的新形式得以实现，增强日常活动。”新南威尔士大学关于这种新型触觉设备的研究最近发表在电气和电子工程师学会(IEEE)的访问期刊上。
如何工作？
“现有的技术很难在虚拟环境或远程环境中重塑物体的触感。”项目的另一位研究者Mai Thanh Thai表示，视觉或听觉线索很容易复制，但触觉线索更难复制。“在虚拟环境中，我们可以看到物体，但却无法感受到它们。”
目前，震动作为最常见的触觉技术，已经被植入许多电子设备中，比如连接到笔记本电脑触控板背面的Taptic引擎，它可以模拟点击按钮。“但是，当用户持续使用或在运动中使用时，震动的触觉反馈会变得不那么敏感，导致灵敏度降低和设备功能受损。”Thai说道。
因此，研究人员通过引入一种新方法，通过柔软的微型人造“肌肉”重建有效的触觉，克服了现有触觉设备存在的问题。
“我们的柔软、可穿戴的触觉手套使人们能够以一种更加真实和身临其境的方式来感受虚拟或遥远的物体。”Do博士说，“嵌入柔软的人造肌肉，通过柔软的触觉器向使用者的指尖传递足够的正常力和剪切力，能够使他们有效地再现触觉。”
“想象一下，当你的朋友在美国时，你却在澳大利亚。你戴着触觉手套，指尖上集成了我们的三向定向SSD，你的朋友也戴着了带有集成3D力传感器的手套。如果你的朋友捡起一个物体，这个物体就会压在你朋友的手指上，而他们的手套上的3D力传感器就会测量这些相互作用。”Do博士称，如果3D力信号被发送到使用者的触觉手套，那么集成的三向ssd将在使用者的指尖产生这些精确的3D力，进而让使用者体验到和朋友一样的触觉。
新技术的影响
新型可穿戴触觉设备有效再现触觉的能力将带来广泛的好处。例如，在新冠疫情期间，人们可以依靠视频电话与所爱的人保持联系；科学家不用离开实验室就能感觉到来自另一个星球的虚拟岩石；外科医生不用直接接触病人的器官组织就能通过手术工具感受到它们。
“与现有的触觉设备不同，我们的技术柔软，轻巧，轻薄，因此，我们希望用户能够将其集成到他们所穿的衣服中，在康复，教育，培训和娱乐等多种环境中提供真实的触觉体验。”Do博士表示。
Do博士估计，如果该设备的商业化计划能够实现的话，这项新技术将在未来18个月到3年内投入使用。“下一步是对用户进行评估，以验证我们的设备的有效性。”他说。
此外，Do博士还计划将该设备应用于各种触觉应用，如触觉运动引导、为老年人和低视力者提供导航帮助、触觉文本语言，以及用于外科机器人、假体、虚拟和增强现实的3D力反馈显示等多个领域。
