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新型“電子皮膚”讓人與虛擬現實互動更真實

發布時間:2019年11月05日 13:11    發布者:eechina
關鍵詞: 新型傳感器 , 皮膚 , 虛擬現實
 來源:科技日報

  科技日報訊 (記者顧鋼)德國亥姆霍茨德累斯頓—羅森多夫研究中心(HZDR)和奧地利林茨大學合作,率先開發出一種可同時處理非接觸和直接接觸刺激的電子傳感器。該傳感器可輕松用于人體皮膚,讓人與虛擬或增強現實環境更直觀、自然地互動。

  皮膚是人體最大的器官,功能豐富。它不僅可以在幾秒鐘內區分刺激,而且可以在很寬的范圍內對信號強度進行分類。HZDR離子束物理和材料研究所的丹尼斯·馬卡洛夫博士和林茨大學軟電子實驗室的馬丁·卡滕布倫納教授成功制成了具有類似特性的“電子皮膚”。

  據介紹,新型傳感器可以極大地簡化人機之間的交互。馬卡洛夫說:“虛擬現實應用正變得越來越復雜。所以我們需要結合不同交互方法的連接設備。”以前的系統只能通過實際觸摸或非接觸技術手段跟蹤對象來運行。現在,這兩個途徑首次在傳感器上結合在一起,稱之為“磁性微機電系統”(m-MEMS)。

  HZDR華人科學家葛進解釋說:“我們的傳感器處理不同區域中非接觸和觸覺相互作用的電信號”,可以實時區分刺激源,并隱藏其他來源的影響。

  為制造這種“電子皮膚”傳感器,研究人員進行了不尋常的設計:他們首先在晶圓聚合物膜上連接了一個巨磁電阻的磁傳感器,該膜封閉了恰好位于第二硅基聚合物層中間的孔,在這個圓形凹槽中插入了一個永磁鐵。

  馬卡洛夫說,這種結構能讓傳感器保持極高靈活性,即使在彎曲條件下,也可以正常工作。實驗表明,傳感器可以有針對性地控制物理和虛擬物體,研究人員將虛擬按鈕投射到一塊裝有永磁體的玻璃板上,可以顯示真實條件,例如室溫、亮度或操控。通過與永磁體的相互作用,能夠選擇期望的虛擬功能。

  研究人員說,以前需要多次交互的一項操作可能縮減為一次。卡滕布倫納稱:“這聽起來似乎是很小的進步,但從長遠來看,可以在此基礎上建立更好的人機界面。”例如,除了虛擬現實外,“電子皮膚”也可以在無菌環境中使用。外科醫生可以使用傳感器來操作醫療設備,而在治療過程中無需接觸,這將降低污染的風險。

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