新型“电子皮肤”让人与虚拟现实互动更真实

德国亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心(HZDR)和奥地利林茨大学率先开发了一种既能处理非接触刺激又能处理直接接触刺激的电子传感器。该传感器可以方便地应用于人体皮肤，使人们能够更直观、更自然地与虚拟或增强现实环境进行交互。

皮肤是人体最大的器官，功能丰富。它不仅能在几秒钟内分辨出刺激，还能在很宽的范围内对信号强度进行分类。HZDR离子束物理与材料研究所的丹尼斯·马卡洛夫博士和林茨大学软电子实验室的马丁·卡廷·布伦纳教授已经成功地制造出具有类似特性的“电子皮肤”。

据介绍，这种新型传感器可以大大简化人机交互。“虚拟现实应用变得越来越复杂，”马卡罗夫说。所以我们需要结合不同交互方式的连接设备。“以前的系统只能通过实际触摸或非接触技术来跟踪物体。现在，这两种方法第一次结合在传感器上，被称为“磁性微机电系统”。

中国科学家金戈解释说，“我们的传感器处理不同区域的非接触和触觉交互的电信号”，这可以实时区分刺激源，并隐藏其他来源的影响。

为了制造这种“电子皮肤”传感器，研究人员做了一个不同寻常的设计:他们首先将一个巨大的磁阻磁传感器连接到晶片聚合物薄膜上，该薄膜将第二个硅基聚合物层中间的孔密封起来，并在圆形凹槽中插入一个永久磁铁。

马卡罗夫说，这种结构可以保持传感器非常灵活，即使在弯曲条件下也能正常工作。实验表明，传感器可以有针对性地控制物理和虚拟物体。研究人员将虚拟按钮投射到装有永久磁铁的玻璃板上，以显示真实情况，如室温、亮度或操作。通过与永磁体的相互作用，可以选择所需的虚拟功能。

研究人员表示，过去需要多次互动的手术可能会简化为一次。卡廷·布伦纳说:“这听起来是一个小小的进步，但从长远来看，一个更好的人机界面可以建立在这个基础上。”例如，除了虚拟现实，“电子皮肤”也可以用于无菌环境。外科医生可以在治疗过程中使用传感器来操作医疗设备，而无需接触，这将降低污染的风险。