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城大研發電子皮膚 可遙距觸感感應

發佈時間: 2023/02/24

隨着虛擬實境(VR)和擴增實境(AR)技術不斷發展,單純視覺及聽覺感受已不足以建構完整「沉浸式」體驗。城大研究團隊開發了一套無綫兼柔軟的「電子皮膚」(e-skin),可具觸感信息感應,更可再現觸覺反饋感應,做到同步雙向傳送,可跨越地域限制,即使身處不同地方的親友亦可通過「電子皮膚」「感受」彼此。有關研究成果已於期刊《科學進展》發表。

城大新研發的「電子皮膚」,是一套可同時提供觸感信息感應、及觸覺感受重現的雙重介面。城大生物醫學工程學系副教授于欣格指,電子皮膚可與藍牙設備相互通訊,再透過互聯網傳輸數據至智能手機或電腦,實現遠距離觸感傳送,形成一對一、或一對多用戶的觸感物聯網(IoT)系統,身處不同地方的親友可通過電子皮膚來「感受」彼此,克服地域限制。

「電子皮膚」有16顆柔軟的「致動器」(同為傳感器),以「4X4」顆陣式排列;另有一個微型控制器、一個藍牙裝置及一塊柔性電路板,組合成一塊長10厘米、闊7厘米、厚度4.2毫米的「電子皮膚」貼片。「致動器」面積相等於一毫硬幣,每一顆均具柔性線圈、軟矽膠支架、磁鐵及一層聚二甲基矽氧烷薄膜,可透過電磁感應運作,達至觸感感應和觸覺反饋感應功能。

將再研究視障者應用

當有外力按壓和鬆開致動器時,內裏組件會因電磁感應引發電流,再向另一「電子皮膚」的致動器傳遞訊號;當發送者愈用力、愈深入按壓,接收者的「電子皮膚」所產生的觸覺就愈強烈,持續時間亦愈長。「電子皮膚」內的電路板有一套「模數轉換器」,可將致動器產生的電子訊號,轉換為數據信息,再通過藍牙傳送至另一套「電子皮膚」的致動器,當接收到相關訊號就再產生電流和引發物理震動,從而再現觸覺反饋感應;整個過程可相反運作。「電子皮膚」的其餘15顆致動器可相互補足,做到同步雙向觸感傳送。

團隊下一步將專注於視障人士佩戴電子皮膚的實際應用,如執行遠程定向引導、或閱讀點子盲文等功能。