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文/栗子 乾明
來源：量子位（ID:QbitAI）
還記得《頭號(hào)玩家》中，男女主角在虛擬世界中約會(huì)的場(chǎng)景嗎？
女主只是輕輕地?fù)崦艘幌?，男主瞬間就感到了一股“電流”觸達(dá)全身。
他已經(jīng)傻傻的分不清虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界了。
雖然電影中的VR設(shè)備已經(jīng)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(shí)現(xiàn)。
但現(xiàn)在，我們可能不必等那么久了。
來自香港城市大學(xué) 西北大學(xué)的研究者用一組皮膚貼片系統(tǒng)，不僅能讓你感受到遠(yuǎn)方親人的撫摸，也能讓你撫摸到遠(yuǎn)方的親人。
當(dāng)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(gè)游戲叫VR什么友？
而且這套裝置完全無需復(fù)雜的插線供電，僅需無線信號(hào)就能驅(qū)動(dòng)，輻射強(qiáng)度也在美國FDA規(guī)定的范圍內(nèi)，無需擔(dān)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(shí)現(xiàn)毫米級(jí)觸覺反饋
皮膚是一種神奇的生物系統(tǒng)，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(tuán)隊(duì)開發(fā)了數(shù)百個(gè)功能組件，最核心的部分是執(zhí)行器。
每個(gè)執(zhí)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(gè)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(dāng)有電流通過線圈時(shí)，磁體就以和電流相同的頻率振動(dòng)起來，對(duì)皮膚上面不同的點(diǎn)施加壓力，讓不同的位置產(chǎn)生毫米級(jí)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(zhí)行器，而且可以分開控制，來產(chǎn)生更加精細(xì)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(fù)使用，就算彎曲甚至扭曲也不會(huì)影響功能實(shí)現(xiàn)。
更為重要的是，這個(gè)組件中還有芯片級(jí)的集成電路和天線，使它可以無線操控和供電。
這就解決了當(dāng)前所有同類設(shè)備被電線束縛的尷尬境地。
根據(jù)論文中披露的數(shù)據(jù)，無線信號(hào)的傳輸范圍是直徑一米，比之前最先進(jìn)的技術(shù)范圍擴(kuò)大了10倍。
而且，驅(qū)動(dòng)執(zhí)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(dòng)感覺。
而一般以直流電驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器，需要大約100毫瓦的功率，才能產(chǎn)生相同水平的振動(dòng)。
如此設(shè)備，應(yīng)用范圍也不僅僅限于VR領(lǐng)域。
在論文中，他們也對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，進(jìn)一步展現(xiàn)這個(gè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的可能性。
在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，是一個(gè)女孩和祖母進(jìn)行視頻通話的場(chǎng)景，她只需要觸摸屏幕，祖母就能夠通過手臂上的設(shè)備感知到了孫女的撫摸。
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，是一位下臂截肢的男人，上臂上貼上片，用一個(gè)有機(jī)械手的假肢抓住物體的時(shí)候，感受到了自己的確是在用手抓住物體。
第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)人在玩格斗游戲的時(shí)候，身上貼上片，當(dāng)自己在游戲中的角色被攻擊的時(shí)候，自己相應(yīng)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(gè)研究一共有34名作者，橫跨機(jī)械工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、物理和化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。
根據(jù)EurekAlert報(bào)道，整個(gè)團(tuán)隊(duì)用了大約兩年的時(shí)間才研發(fā)出了這個(gè)裝置。
有兩個(gè)共同一作，分別是來自香港城市大學(xué)的于欣格和解兆謙。
除了香港城市大學(xué)之外，他們的研究單位還有大連理工大學(xué)和西北大學(xué)。
于欣格現(xiàn)在是香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授、博導(dǎo)，2009年本科畢業(yè)于電子科技大學(xué)。
2009-2015年，在美國西北大學(xué)與電子科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)攻讀博士。
解兆謙，2013年從大連理工大學(xué)博士畢業(yè)，之后西北大學(xué)從事博士后研究，現(xiàn)在就職于香港城市大學(xué)擔(dān)任研究員。
研究的通訊作者也有兩位，分別是西北大學(xué)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(xué)厄巴納－香檳分校、賓夕法尼亞州立大學(xué)和亞利桑那大學(xué)、英國布里斯托大學(xué)、清華大學(xué)及山東大學(xué)等。
研究還在完善中
首先，人類的皮膚可以探測(cè)到亞毫米級(jí)的觸摸感，但設(shè)備中的執(zhí)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(shè)備的方法，經(jīng)過仿真測(cè)試后，他們認(rèn)為可以將執(zhí)行器的直徑和厚度減少十倍和三十倍。
其次，每個(gè)執(zhí)行器由一組大約為5毫安的電流驅(qū)動(dòng)，比消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品高，而且沒有辦法更好散熱，也會(huì)影響性能和用戶體驗(yàn)。
最后，盡管優(yōu)化后的執(zhí)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(xù)無線地操控這個(gè)平臺(tái)，應(yīng)用到實(shí)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(yàn)，已經(jīng)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(duì)于整個(gè)VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也會(huì)產(chǎn)生極大的影響。
至少從VR游戲的交互性上，將會(huì)上升到一個(gè)新的臺(tái)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(shù)，那還了得？你怎么看？
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1687-0
參考鏈接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases_ml/2019-11/cuoh-5112019.php
https://www.nature.com/articles/d41586-019-03506-3
不認(rèn)識(shí)到人性中的這些缺陷，就無法應(yīng)對(duì)那些利用人性缺陷設(shè)下的騙局。即使沒有虛擬幣，也會(huì)有“實(shí)體幣”，總有一把鐮刀適合你。詳細(xì)
