《頭號玩家》場景實現了 可觸摸到虛擬女友

還記得《頭號玩家》中，男女主角在虛擬世界中約會的場景嗎?

女主只是輕輕地撫摸了一下，男主瞬間就感到了一股“電流”觸達全身。

他已經傻傻的分不清虛擬世界與現實世界了。

雖然電影中的VR設備已經不再新鮮，但是這種觸覺看起來還是非常科幻，看上去沒有10年20年研究很難實現。

但現在，我們可能不必等那么久了。

來自香港城市大學&西北大學的研究者用一組皮膚貼片系統，不僅能讓你感受到遠方親人的撫摸，也能讓你撫摸到遠方的親人。

當然，VR游戲中的人和物也能感受感知到。

看到這里你是不是有啥大膽的想法了?日本有個游戲叫VR什么友?

而且這套裝置完全無需復雜的插線供電，僅需無線信號就能驅動，輻射強度也在美國FDA規定的范圍內，無需擔心安全問題。

這一研究也登上了最新一期的Nature。

無線供電操控，實現毫米級觸覺反饋

皮膚是一種神奇的生物系統，表面布滿了傳感器，人類和外界的物理接觸，全靠它們了。

為了讓皮膚感受到觸覺，團隊開發了數百個功能組件，最核心的部分是執行器。

每個執行器，僅重1.4克，直徑12-18毫米 (指甲大小) ，厚度2.5毫米。由兩個部分組成，一是密封在丙烯酸基料里面的銅線圈，二是安裝在聚合物上的永磁體。

當有電流通過線圈時，磁體就以和電流相同的頻率振動起來，對皮膚上面不同的點施加壓力，讓不同的位置產生毫米級的觸覺反饋，于是皮膚便有了觸感。

在他們的研究成果中，單塊皮膚中排列32枚執行器，而且可以分開控制，來產生更加精細化的觸覺反饋。

這些組件，都收納在了厚度為3毫米、由硅膠覆蓋的合成橡膠薄層中。

不僅透氣，而且也能重復使用，就算彎曲甚至扭曲也不會影響功能實現。

無線操控和供電

更為重要的是，這個組件中還有芯片級的集成電路和天線，使它可以。

這就解決了當前所有同類設備被電線束縛的尷尬境地。

根據論文中披露的數據，無線信號的傳輸范圍是直徑一米，比之前最先進的技術范圍擴大了10倍。

而且，驅動執行器的能量也不算高，只需1.75毫瓦的功率，就能引起明顯的振動感覺。

而一般以直流電驅動的執行器，需要大約100毫瓦的功率，才能產生相同水平的振動。

如此設備，應用范圍也不僅僅限于VR領域。

在論文中，他們也對這個系統進行了測試，進一步展現這個技術在實際應用中的可能性。

在第一個實驗中，是一個女孩和祖母進行視頻通話的場景，她只需要觸摸屏幕，祖母就能夠通過手臂上的設備感知到了孫女的撫摸。

第二個實驗中，是一位下臂截肢的男人，上臂上貼上片，用一個有機械手的假肢抓住物體的時候，感受到了自己的確是在用手抓住物體。

第三個實驗中，一個人在玩格斗游戲的時候，身上貼上片，當自己在游戲中的角色被攻擊的時候，自己相應的部位也能夠感同身受。

34名合作者，兩位一作來自中國

這個研究一共有34名作者，橫跨機械工程、材料科學、生物醫學、物理和化學等多個領域。

根據EurekAlert報道，整個團隊用了大約兩年的時間才研發出了這個裝置。

有兩個共同一作，分別是來自香港城市大學的于欣格和解兆謙。

除了香港城市大學之外，他們的研究單位還有大連理工大學和西北大學。

于欣格現在是香港城市大學生物醫學工程系助理教授、博導，2009年本科畢業于電子科技大學。

2009-2015年，在美國西北大學與電子科技大學聯合培養攻讀博士。

解兆謙，2013年從大連理工大學博士畢業，之后西北大學從事博士后研究，現在就職于香港城市大學擔任研究員。

研究的通訊作者也有兩位，分別是西北大學的黃永剛教授和John A. Rogers教授。

其他的研究人員，分別來自于美國的伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校、賓夕法尼亞州立大學和亞利桑那大學、英國布里斯托大學、清華大學及山東大學等。

研究還在完善中

首先，人類的皮膚可以探測到亞毫米級的觸摸感，但設備中的執行器直徑12-18毫米，厚2.5毫米，相比之下還有不小差距。

他們提出了一種小型化設備的方法，經過仿真測試后，他們認為可以將執行器的直徑和厚度減少十倍和三十倍。

其次，每個執行器由一組大約為5毫安的電流驅動，比消費級電子產品高，而且沒有辦法更好散熱，也會影響性能和用戶體驗。

最后，盡管優化后的執行器只需要1.75毫瓦的電力，但整體上電力消耗也很大，想要持續無線地操控這個平臺，應用到實際中還有不少困難需要克服。

不過就算存在諸多待完善的空間，但Nature上的這篇研究，也描繪出了一種新的可能性：

真正VR體驗，已經不再只停留在斯皮爾伯格電影中了，不是嗎?

不僅僅是科幻電影，對于整個VR產業的發展，也會產生極大的影響。

至少從VR游戲的交互性上，將會上升到一個新的臺階。

說到這里，真的不得不提隔壁島國的那些VR游戲，加入了這一技術，那還了得?你怎么看?（文/栗子 乾明）