来源：米乐直播app    发布时间：2025-04-04 08:37:32

　　人类通过“五感”，即视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉，来感知周围的世界，并基于此与外界进行信息交互。

　　在这些感官中，触觉扮演着传递信息和情感的重要角色，它能够使人们感知力觉、滑觉、温湿度、柔软度、纹理等多种信息。

　　触觉技术有望在多个领域应用，例如元宇宙、机器人、可穿戴设备、沉浸式游戏、模拟手术、教育培训、远程操作等。这也代表着，触觉反馈设备（例如触觉手套、触觉可穿戴设备、触觉外骨骼等）在市场拥有非常良好的发展前景。

　　国际技术探讨研究和市场咨询公司 IDTechEx 在《触觉 2025-2035：技术、市场、参与者》报告中预测，到 2035 年，触觉技术市场规模将达到 71 亿美元，2024 年至 2035 年的复合年增长率为 4.4%[1]。

　　实际上，尽管计算平台经过了 30 多年的发展，交互方式的演变主要还集中在视觉和听觉信息上，触觉反馈技术的应用仍然处于起步阶段。

　　不过，近年来，全球的科研团队慢慢的开始积极地探索触觉反馈技术领域。例如，北京航空航天大学王党校教授团队在npj Flex Electron中，提出了一种“主动电子皮肤”（AE-Skin，Active Electronic Skin）的概念 [2]。

　　该技术的核心在于模拟人类皮肤的感觉能力，通过在物理表面上部署这种“皮肤”，能轻松实现动态多模式的触觉显示和触觉传感。

　　研究人员根据不同的互动场景需求，选择正真适合的触觉模态和传感信号，并采取对应的材料和制造方法来制备相应的执行器或传感器。这些技术的结合使用，为用户更好的提供了沉浸式的互动体验。

　　根据论文，在实际应用中，AE-Skin 技术在物理世界和数字世界展现出巨大的潜力。例如，在智能家居环境中，通过在墙面上部署 AE-Skin，可以模拟出不同的材质纹理，如硅藻土、石材和陶瓷，为用户更好的提供丰富的触觉体验。

　　在智能汽车中，集成了 AE-Skin 的方向盘能够监测驾驶员的生理和行为参数，如握持压力和握持位置，在驾驶疲劳或不合规驾驶时发出振动警告。

　　在智能博物馆中，AE-Skin 可以通过动态图案和温度反馈增强展品的生动性和真实性，为参观者提供沉浸式的互动体验。

　　首先，计划深入研究皮肤交互的力学原理、感知生理学以及触幻觉效应等基础理论，这将为 AE-Skin 的设计和性能评估提供坚实的理论支撑。

　　其次，致力于研究触觉呈现系统的能源供应和低能耗技术，同时探索如何将多种触觉模态融合，以实现更精准的空间、时间和语义配准，从而提升交互体验的沉浸感和真实性。

　　再次，探索驱动器和传感器的空间配准方法，以及功能适配和数据传输与处理技术，旨在构建一个高度集成的驱动感知一体化交互系统。

　　最后，探究视触觉融合呈现技术，以实现 AE-Skin 触觉信息与虚拟场景或电子屏幕等视觉信息之间的时空一致性配准，这将逐渐增强使用者真实的体验的自然性和无缝性。

　　通过这些方向的研究，AE-Skin 技术有望在未来实现更丰富和更高效的交互体验。

　　例如，西湖大学⼯学院姜汉卿教授课题组与美国西北⼤学约翰·罗杰斯（John Rogers）教授等课题组合作，在Nature上报道了一种新型的多模态触觉模拟方法及智能穿戴装置 [3]。

　　该研究展示了一种新型的生物弹性触觉模拟换能器，通过皮肤机械能量的储存与恢复，实现了高效的多模态触觉模拟及反馈，为生物医学和多模态触觉模拟反馈技术提供了新的视角。

　　另一方面，AI 在触觉技术中也发挥着重要的作用。上海交通大学刘景全教授、卢策吾教授团队在Nature Communications报告了一种基于机器学习、用于操作的视觉-触觉记录和跟踪系统 ViTaM[4]。

　　这个系统配备了拥有 1152 个力敏通道的可伸缩触觉手套，和视觉与触觉相结合的学习框架，能够对操作的流程中手与物体的互动动态进行评估。

　　他们开发了一种主动抑制技术，该技术基于对称响应检测和自适应校准，成功达到了 97.6% 的测力准确度。

　　研究人员对包括可变形和刚体在内的 6 类 24 个物体进⾏了实验，所有序列的平均重建误差仅为 1.8cm，证明了在操纵具有不一样程度可变形性的物体时，复制⼈类知识的普遍能⼒。

　　触觉技术在更广泛的应用方面，青岛大学田明伟教授团队受海星管足启发，开发了一种能够识别手势的手套，其中包含双层微柱互锁结构柔性触觉传感器 [5]。

　　这种触觉手套在实现高灵敏度（0.04kPa-1）、宽检验测试范围（5kPa-450kPa）、快速响应时间（23ms）和出色耐久性（~10000 次）的同时，还兼具防⽔性能。

　　通过与机器学习算法的结合，成功地实现了智能识别 16 种⽔下常用手势，大幅度扩展了潜水员的有效通信能力，并在水下通信领域表现出应用潜力。

　　在推动触觉产品落地方面，新加坡国立大学林水德（Lim Chwee Teck）教授课题组开发了一款便携式、高度灵活的触觉手套 HaptGlove[6]。

　　不仅可以通过 AI 捕捉用户数据，还为医疗提供者和患者在元宇宙中的互动提供了实时的触觉反馈。

　　与市面上其他类似产品相⽐，他们所研发的触觉手套更轻便，仅重 250 克。

　　HaptGlove 使用该课题组所开发的专有软件，可将视觉触、觉延迟在 20 毫秒以内，进而提供近乎实时的使用者真实的体验。并且，基于此精准捕捉手指运动，提供物体的硬度、形状、大小等触觉反馈。

　　HaptGlove 的应用场景包括游戏、医疗和教育领域等，例如通过模拟超现实环境帮助外科医生更好地准备手术，或通过模拟不同身体部位的触诊为学生提供实践学习体验。

　　此外，美国麻省理工学院计算机科学和AI实验室开发了一种多功能智能手套，集成了触觉传感器和振动触觉单元 [7]。通过先进的数字机绣技术，这些传感器和执⾏器被精确地嵌⼊到织物中，实现了可定制的空间分辨率和布局。

　　手套基于机器学习框架，采用成本低廉的商业材料，在能快速制成的同时，还保持了纺织品的柔软性、形状稳定性和适应性。

　　总体来说，触觉技术的发展正推动着人机交互向全新的维度发展。从智能家居到元宇宙，从医疗模拟到水下通信，触觉技术的应用前景广阔，它不仅增强了人们的感官体验，也有望为特定行业提供革命性的解决方案。

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