新型可穿戴皮肤集成触感VR装置　可无线操控及供电

与亲友视像通话时能够感觉他的拥抱，可能很快成真。由香港城市大学（香港城大）和美国西北大学科学家和工程师组成的联合研究团队，研发出一套可以无线控制和供电的皮肤集成虚拟现实（virtual reality, VR）系统。这项新研发在通讯、义肢控制和康复，以及游戏和娱乐方面，具有庞大的应用潜力。

皮肤是人体最大的器官。但与眼睛和耳朵相比，于VR或扩增现实（augmented reality, AR）技术上，皮肤是相对未开发的感官。当前的VR和AR装置通常依 靠摩打在皮肤上施加振动，用家要穿戴上笨重的电线和电池，因而限制了应用。

通过毫米级振动模拟触感

香港城大生物医学工程学系助理教授于欣格博士、高级研究员解兆谦博士及他们的团队，与西北大学的团队以及美国和中国内地几家研究机构和公司合作，研发出一套皮肤集成VR系统。该系统可以无线接收指令，然后通过振动仿真「触感」，克服上面提及的缺点。用家通过在皮肤上轻易地贴上一块像贴布般柔软和薄的器件，就可以感觉到「触感」。

该项研究结果发表在最新一期的权威科学期刊《自然》上，题为「皮肤集成无线触觉接口的虚拟和扩增现实」。

凭运用结构力学的精巧设计，这款创新的皮肤集成VR装置由数百个功能组件组成，包括运用毫米级机械振动模拟出触感的致动器。这些组件收纳于厚度仅3毫米、由硅胶覆盖的合成橡胶薄层中。这个装置不但透气和可重复使用，而且弯曲甚至扭曲均无损其功能。

无线操控兼节能

更重要的是，由于VR装置内藏芯片级的集成电路和天线，使它可以无线操控和供电。于博士解释说：「致动器可以在一定距离内，通过外置的大型、可活动的天线，以无线射频取电，因此用家身上的VR装置无需连接任何电线，可以自由移动。」该系统可以在远达一米的距离内运作，是使用类似技术现有最远距离纪录的10倍。

由于新系统采用了先进的机械设计，因此致动器只需低于2个毫瓦的功率，已能引起明显的振动感觉，反观一般以直流电驱动的致动器需要大约100毫瓦的功率，才能产生相同水平的振动。

「我们通过低功耗无线功能解决了传输的难题，并显著提升了系统的操作距离。系统不仅节省电力，而且用家可以更自由地移动，不受电线的拘束。」于博士说。

应用潜力广泛

这个无线皮肤VR系统的设计涉及不同学科，例如机械工程、材料科学、生物医学、物理和化学，团队用上大约两年的时间研发。团队正在义肢用者身上试用装置，于博士说：「装置可以帮助义肢用者通过义肢感受到外部刺激，例如物体的形状或质感。」此外，装置还可用作构建虚拟场景，作为临床医学应用。

于博士相信系统可以大幅提升社交媒体互动、多媒体娱乐、外科手术训练以及其他方面的感官体验。

研发可以感觉到温度的电子皮肤，将是团队的下一个研究方向。