韩国研发突破性皮肤贴片触觉装置，让VR用户可以共享触觉

韩国研究小组公布了一种可直接贴在皮肤上的贴片式触觉装置及其实现技术。这种柔软、轻薄的可穿戴设备可以利用电信号将振动和压力传输到皮肤，从而可以实时传达触觉和表面纹理。

这项研究由韩国政府支持机构科学技术信息通信部（MSIT）资助，由韩国电子通信研究院（ETRI）的尹正焕领导的团队进行。该团队于2025年3月在科学期刊《科学进展》上发表了他们的研究成果。目前，该开发的技术正在美国申请专利。

颠覆关于触觉设备的传统观念

在XR领域，除了视觉和听觉之外，再现触觉也是主要主题之一。

传统的触觉装置的缺点是体积较大，难以粘附在皮肤上。振动的强度和范围也受到限制。为了克服这些限制，研究团队开发了采用新结构和新材料的触觉设备以及贴片式可穿戴设备的基础技术。

这种触觉装置由一种柔软的材料制成，通电后会改变形状，贴在皮肤上就能发挥作用。它具有很高的触觉再现能力，具有柔韧性，并且具有超薄结构，但能够对皮肤施加足够的力量。

该设备采用“FCDEA（平锥介电弹性体执行器）阵列”。阵列是指按规则模式排列的大量执行器。执行器是小型机械部件，通电后会移动，为皮肤提供触觉刺激。这种排列大量执行器的阵列结构能够表达更精细、更多样化的触觉。

此外，通过使用一种被称为扁平锥型介电弹性体的材料，该材料具有扁平锥体的形状，当电流通过时，其形状会发生变化，并且可以感觉到振动或压力。

特别值得注意的是，该执行器非常薄（约 1 毫米）且重量轻，但能够在很大范围内产生强大的力。此外，振动频率最高达到500Hz，全面覆盖肌肤敏感范围。

整个触觉装置由薄弹簧和层压膜制成，可实现有效的力传递。当施加电压时它会膨胀和收缩，从而可以重现三维运动。

这种触觉设备采用了一种机制，不仅可以传递触觉，还可以感知被触摸的物体。再现触觉的部分采用了FCDEA，其中还包含一个“光电微传感器”。

当佩戴者以外的人触摸贴片时，压力会导致 FCDEA 轻微凹陷。这将改变到光传感器的距离。传感器快速读取距离的变化，并将触摸时使用的力度记录为电信号。实验表明“该传感器能够非常精确地测量压力。”

此外，该触摸信息（例如“紧紧握住”）可以通过贴片内置的无线通信功能（蓝牙）实时发送给远程方。

换句话说，这项技术可以让一个人感受到的触觉精确地再现到另一个人的贴片上。例如，身处另一个地方的人可以体验到被人握住手的感觉。

是否可能实现更真实的 VR 体验和触觉交流？

如果今天发布的贴片式触觉设备实现商业化，用户将能够用指尖和手掌在VR空间中感受到“触摸”、“推动”、“抚摸”等感觉，就像在现实生活中一样。例如，当你触摸虚拟空间中一个盒子的角落时，该角落的感觉会实时传输到你的手指上。还可以重现物体表面的粗糙度或光滑度。

此外，据说通过将用户触摸某物的位置信息发送到另一个用户的设备，可以将触觉传达给远程位置的人。这使得未来人们能够体验到与远方的人握手之类的感觉。

本文描述的实验还报告称，指尖触觉模式识别的准确率超过 98%，显示出实际应用的前景。

使用触觉贴片进行无线触觉通信和用户测试

当前的挑战是，这些设备需要相对较高的电压（几千伏）才能运行，但它们所消耗的电流非常小，而且出于安全原因它们也是隔离的。研究团队计划继续开发在较低电压下运行的材料并使设备小型化。