香港城市大学研究生，香港城市大学研究生申请
此前，青亭网曾报道香港城市大学与腾讯Robotics X Lab合作研发的低电压体感方案，原理是通过微电流刺激来模拟触觉，可模拟微小物体的体感。近期，香港城市大学的一组科研人员也公布了一项类似的方案：WeTac，该方案将电极与柔性贴片集成，号称可作为“第二层皮肤”贴在手掌上，为AR/VR内容带来触觉反馈，取代笨重的体感手套。
据了解，WeTac是一种无线化的触觉界面系统，可用于VR、游戏、运动、技能培训、社交、远程机器人操控等场景，为用户带来个性化、生动的触觉体验。该方案具有柔软、超薄、无线化等特点，可模拟个性化触觉数据。
简单来讲，该方案像第二层皮肤一样，可很好的贴合手部，其内部集成了驱动单元、水凝胶电极，并使用弹性体材质封装，只需要小型电池供电，可无线充电，支持蓝牙连接。而这些电极组成的图案很酷，像是某种个性化花纹。
科研人员表示，现有的触觉手套主要依靠笨重的泵和风管，通过电线和电缆供电和控制，这阻碍了AR/VR用户的沉浸式体验。相比之下，WeTac的优势在于无线化、贴合皮肤，外观轻便。
细节方面，WeTac系统包括两部分：一个微型软驱动单元，作为控制面板连接到前臂，驱动单元仅重19.2g，体积小巧，规格为5厘米x5厘米x2.1毫米，可贴在手臂上，不会给用户带来很大压力。它使用低功耗蓝牙（BLE）无线通信和小型可充电锂离子电池。
而体感反馈部分类似于手掌贴片，只有220微米到1毫米厚，手掌上分布了32个电极。科研人员将WeTac的电极称作电触觉刺激像素，它们分布在指尖和手掌上，互相之间的平均距离约13毫米。
采用电刺激方案的优势在于，电极阵列可定制触觉反馈强度，可根据不同的用户定制体验，这一点比震动、气动等更常见的方案更灵活，解决了当前触觉反馈技术的一个主要瓶颈。
据该团队称，WeTac表现出极大的灵活性，并保证了各种姿势和手势的有效反馈。为了验证手部触觉反馈效果，科研人员对不同年龄、性别、工作的人群进行测试，发现不同人的手对触觉敏感度也不同，此外手指比手掌更加灵敏。根据实验结果，科研人员为人手定制了阈值映射图，通过这个地图，用户、开发者可定制体感反馈，将压力变化幅度等触觉信息映射成一系列体感阈值参数。
个性化体感阈值的好处是，可允许电触觉反馈在适当的强度范围内，按需传递到手的任何部位，不会因为强度过大而刺激疼痛，或是太弱而无法感觉到。此外，WeTac还内置多项安全措施以保护用户免受电击，设备温度保持在27℃到35.5℃之间，不会因为过热而影响体验感。
总之，WeTac作为轻薄的贴片与皮肤集成，可通过内置电极来刺激手掌，从而模拟触觉。电极的分布足够密集，不仅能提供触觉刺激，还能灵活的方式测量用户的感觉阈值。通过映射不同电参数的阈值，便可根据用户对触觉的敏感性来定制体验，从而优化刺激强度，避免引起疼痛。另外，WeTac可精准控制体感水平、时间和空间感知，这种技术有望在AR/VR、人机交互中提供更生动的触摸体验。
目前，科研人员已经验证将WeTac用于VR和AR场景的效果，还实现了通过BLE通信与机械手同步。用户可以在不同的场景中感受虚拟物体，例如在运动训练中抓住网球、触摸仙人掌，或是感受老鼠等物体手上移动。参考：DesignBoom
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