中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)
China Electronic Components Association
在全面數(shù)字化的時(shí)代背景下，我們周?chē)囊曈X(jué)顯示技術(shù)已發(fā)展至成熟階段，但觸覺(jué)反饋技術(shù)仍處于起步階段。如何彌合觸覺(jué)技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界之間的差距，在各類物理表面上實(shí)現(xiàn)環(huán)境觸覺(jué)反饋，成為人機(jī)交互領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)。
近期，北京航空航天大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王黨校教授團(tuán)隊(duì)在npj Flexible Electronics期刊上發(fā)表了一篇題為“Active electronic skin: an interface towards ambient haptic feedback on physical surfaces”的研究文章，詳細(xì)介紹了主動(dòng)電子皮膚（Active electronic skin，AE-Skin）的概念、關(guān)鍵技術(shù)、潛在應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展。主動(dòng)電子皮膚旨在用于隨時(shí)隨地提供觸覺(jué)反饋，感知人類的交互動(dòng)作，從而有效減輕交互負(fù)擔(dān)，促進(jìn)自然流暢的人機(jī)交互。主動(dòng)電子皮膚這一創(chuàng)新的概念將推動(dòng)環(huán)境觸覺(jué)領(lǐng)域的發(fā)展，助力觸覺(jué)技術(shù)與物理和數(shù)字環(huán)境實(shí)現(xiàn)無(wú)縫融合。
主動(dòng)電子皮膚的應(yīng)用可根據(jù)其貼附不同物體的能力分為兩大類。第一類是將主動(dòng)電子皮膚應(yīng)用于家具、汽車(chē)和展品等實(shí)物表面。通過(guò)為這些物體賦予“情感”，主動(dòng)電子皮膚讓它們變得栩栩如生，實(shí)現(xiàn)物理世界的數(shù)字化。第二類側(cè)重于將主動(dòng)電子皮膚應(yīng)用于各類智能設(shè)備的表面，包括iPad、VR控制器和觸覺(jué)手套等。通過(guò)賦予這些設(shè)備“物理化身”，推動(dòng)數(shù)字世界的實(shí)體化。這兩大類應(yīng)用能讓用戶更自然、直觀地與周?chē)h(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，從而獲得更真實(shí)、沉浸的互動(dòng)體驗(yàn)。
為了滿足用戶與物理世界或數(shù)字世界之間進(jìn)行環(huán)境觸覺(jué)交互的需求，主動(dòng)電子皮膚需要能夠提供多模態(tài)觸覺(jué)刺激并準(zhǔn)確反映用戶的交互意圖。要開(kāi)發(fā)具有三大基本特性的高保真主動(dòng)電子皮膚，必須考慮多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括多模態(tài)觸覺(jué)顯示、多維觸覺(jué)傳感以及材料和制造方法。在主動(dòng)電子皮膚的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)交互場(chǎng)景選擇所需的觸覺(jué)模式（例如紋理、溫度和振動(dòng)）和傳感信號(hào)（例如壓力、應(yīng)變和溫度）。針對(duì)特定的觸覺(jué)刺激或傳感信號(hào)，采用適當(dāng)?shù)牟牧希ɡ珥憫?yīng)材料和納米材料）和制造方法（例如成型工藝、軟光刻和3D打?。﹣?lái)制備相應(yīng)的執(zhí)行器或傳感器。
