轻巧触感戒指,带来强劲力反馈
作者: aeks | 发布时间: 2026-01-26 08:01 | 更新时间: 2026-01-26 08:01
学科分类: 控制科学与工程 机械工程 生物医学工程 计算机科学与技术
触觉交互设备通过感官输入和力反馈机制,为用户带来沉浸式的人机交互体验。目前的触觉技术分为两类:一类是皮肤触觉型,主要刺激皮肤的机械感受器;另一类是动觉型,能向肌肉和关节提供较大的力。虽然皮肤触觉型技术已成功实现小型化,但动觉型技术因需要产生较大力量的机械结构,仍较为笨重。
Kang等人采用紧凑的折纸设计,研发出一款名为OriRing的轻量化触觉环,重量仅18克,却能输出高达6.5牛的力。其高功率重量比得益于折纸结构的棱柱形关节,该关节由两个相对的囊状电机驱动,电机连接到气压源。
OriRing顶部覆盖着一层柔软的力传感皮肤,能区分法向力和剪切力,让用户通过按压和滑动手势实现双向触觉交流。这种皮肤分为两层:顶层是通过激光烧蚀技术制成的柔软微金字塔结构,底层包含四个带有图案电极的电阻像素。关键的是,两层之间有间隔物,当施加外力时,金字塔结构与电阻像素接触,导致电阻可检测地降低。
研究人员设计了一个定制的虚拟现实环境来测试OriRing的性能——用户用拇指和食指握住虚拟立方体。实时触觉反馈使用户能感知立方体的高度和硬度,还能通过向特定方向滑动力传感皮肤来调整立方体的属性。一项关于硬度感知的用户研究显示,用户能辨别低至0.05牛/毫米的硬度差异。
尽管OriRing性能良好,但设计仍有不足:目前只能提供单自由度的动觉反馈。研究团队计划在保持轻量化设计的同时,继续扩展OriRing的功能,以进一步增强沉浸式数字交互体验。