在教育、醫療保健、零售、機器人和制造業等領域，虛擬交互的熱度正在迅速攀升。通過虛擬交互，人們能以低成本、高可達性和非接觸方式真實再現觸覺感知。要想實現高度沉浸式的觸覺交互體驗，需要一個能與皮膚集成、無束縛且高分辨率的觸覺感知設備，用于收集并產生觸覺刺激。然而，現有的觸覺傳感器和執行器在尺寸、柔性和分辨率等方面存在不足之處，限制了復雜觸覺交互和沉浸式用戶體驗的再現。

據麥姆斯咨詢報道，近日，韓國電子與電信研究所（ETRI）、韓國科學技術聯合大學院大學（UST）、韓國科學技術院（KAIST）的研究人員共同開發出一種新型超靈活的遠程觸覺系統，該系統由超柔性雙峰（UFB）觸覺傳感器和柔性亞毫米級觸覺執行器陣列組成，可與人體皮膚集成且無束縛，能夠采集并再現具有1.8 mm高空間分辨率的觸覺刺激模式，可用于人體皮膚遠程通信。相關研究成果已發表于npj Flexible Electronics期刊。

用于遠程觸覺系統的超柔性雙峰（UFB）觸覺傳感器和柔性亞毫米級觸覺執行器陣列

超柔性雙峰觸覺傳感器由快速自適應（FA）和慢速自適應（SA）壓力傳感器陣列組成，可以同時監測高空間分辨率的靜態和動態壓力，有利于獲取表面形狀、紋理等復雜觸覺信息。超柔韌和超薄雙峰傳感器的機械柔順性可實現對柔軟皮膚表面的順應性，當施加小面積壓力時皮膚會自然變形，該傳感器可沿著皮膚自然變形精確地收集觸覺信息。

用于觸覺采集的超柔性雙峰觸覺傳感器陣列

柔性亞毫米級觸覺執行器陣列被集成在具有棋盤圖案的超柔性襯底上，從而最大限度地減少機械變形過程中的應力。實驗結果表明，該觸覺執行器陣列即使在3 mm的彎曲半徑下，也沒有出現裂紋或者破損等機械故障，此外，在高達592 kPa的外部負載或接觸力下，該觸覺執行器性能依然穩定。

用于觸覺渲染的柔性亞毫米級觸覺執行器陣列

為了實現沉浸式遠程信號通信，除了觸覺傳感器和執行器之外，信號處理單元和無線連接的正確設計，對于復雜觸覺刺激的傳輸也至關重要。該項研究提出的遠程觸覺系統中，觸覺傳感器和執行器通過信號處理模塊無線耦合，能夠以低延遲、高信號保真度傳輸和共享觸覺信息，非常有利于虛擬現實（VR）中的實時觸覺渲染。

用于遠程觸覺通信的無線觸覺采集和渲染系統

各種類型的時空觸覺，例如織物的形狀、紋理，以及更復雜的按壓、敲擊和蝴蝶振翼等振動模式，均能通過該雙峰觸覺傳感器陣列獲取后，實時傳輸到3 m之外的觸覺執行器陣列，實現低延遲（《1.55 ms）、高保真再現沉浸式的觸覺體驗。

無線遠程觸覺系統的演示

該高分辨率、超靈活的遠程觸覺系統，使人們能夠在遠距離內獲得身臨其境的物理體驗，豐富了增強現實/虛擬現實（AR/VR）等虛擬環境中的真實感，有望為基于觸覺的人機交互開辟一條新的道路。