快訊：新型“電子皮膚”讓人與虛擬現(xiàn)實(shí)互動(dòng)更真實(shí)

德國(guó)亥姆霍茨德累斯頓—羅森多夫研究中心(HZDR)和奧地利林茨大學(xué)合作，率先開發(fā)出一種可同時(shí)處理非接觸和直接接觸刺激的電子傳感器。該傳感器可輕松用于人體皮膚，讓人與虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境更直觀、自然地互動(dòng)。

皮膚是人體最大的器官，功能豐富。它不僅可以在幾秒鐘內(nèi)區(qū)分刺激，而且可以在很寬的范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分類。HZDR離子束物理和材料研究所的丹尼斯·馬卡洛夫博士和林茨大學(xué)軟電子實(shí)驗(yàn)室的馬丁·卡滕布倫納教授成功制成了具有類似特性的“電子皮膚”。

據(jù)介紹，新型傳感器可以極大地簡(jiǎn)化人機(jī)之間的交互。馬卡洛夫說：“虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用正變得越來越復(fù)雜。所以我們需要結(jié)合不同交互方法的連接設(shè)備。”以前的系統(tǒng)只能通過實(shí)際觸摸或非接觸技術(shù)手段跟蹤對(duì)象來運(yùn)行。現(xiàn)在，這兩個(gè)途徑首次在傳感器上結(jié)合在一起，稱之為“磁性微機(jī)電系統(tǒng)”(m-MEMS)。

HZDR華人科學(xué)家葛進(jìn)解釋說：“我們的傳感器處理不同區(qū)域中非接觸和觸覺相互作用的電信號(hào)”，可以實(shí)時(shí)區(qū)分刺激源，并隱藏其他來源的影響。

為制造這種“電子皮膚”傳感器，研究人員進(jìn)行了不尋常的設(shè)計(jì)：他們首先在晶圓聚合物膜上連接了一個(gè)巨磁電阻的磁傳感器，該膜封閉了恰好位于第二硅基聚合物層中間的孔，在這個(gè)圓形凹槽中插入了一個(gè)永磁鐵。

馬卡洛夫說，這種結(jié)構(gòu)能讓傳感器保持極高靈活性，即使在彎曲條件下，也可以正常工作。實(shí)驗(yàn)表明，傳感器可以有針對(duì)性地控制物理和虛擬物體，研究人員將虛擬按鈕投射到一塊裝有永磁體的玻璃板上，可以顯示真實(shí)條件，例如室溫、亮度或操控。通過與永磁體的相互作用，能夠選擇期望的虛擬功能。

研究人員說，以前需要多次交互的一項(xiàng)操作可能縮減為一次。卡滕布倫納稱：“這聽起來似乎是很小的進(jìn)步，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，可以在此基礎(chǔ)上建立更好的人機(jī)界面。”例如，除了虛擬現(xiàn)實(shí)外，“電子皮膚”也可以在無菌環(huán)境中使用。外科醫(yī)生可以使用傳感器來操作醫(yī)療設(shè)備，而在治療過程中無需接觸，這將降低污染的風(fēng)險(xiǎn)。