此前，曾報道香港城市大學與騰訊Robotics X Lab合作研發的低電壓體感方案，原理是通過微電流刺激來模擬觸覺，可模擬微小物體的體感。近期，香港城市大學的一組科研人員也公布了一項類似的方案：WeTac，該方案將電極與柔性貼片集成，號稱可作為「第二層皮膚」貼在手掌上，為AR/VR內容帶來觸覺反饋，取代笨重的體感手套。
據了解，WeTac是一種無線化的觸覺界面系統，可用於VR、遊戲、運動、技能培訓、社交、遠程機器人操控等場景，為用戶帶來個性化、生動的觸覺體驗。該方案具有柔軟、超薄、無線化等特點，可模擬個性化觸覺數據。
簡單來講，該方案像第二層皮膚一樣，可很好的貼合手部，其內部集成了驅動單元、水凝膠電極，並使用彈性體材質封裝，只需要小型電池供電，可無線充電，支持藍牙連接。而這些電極組成的圖案很酷，像是某種個性化花紋。
科研人員表示，現有的觸覺手套主要依靠笨重的泵和風管，通過電線和電纜供電和控制，這阻礙了AR/VR用戶的沉浸式體驗。相比之下，WeTac的優勢在於無線化、貼合皮膚，外觀輕便。
細節方面，WeTac系統包括兩部分：一個微型軟驅動單元，作為控制面板連接到前臂，驅動單元僅重19.2g，體積小巧，規格為5厘米x5厘米x2.1毫米，可貼在手臂上，不會給用戶帶來很大壓力。它使用低功耗藍牙（BLE）無線通信和小型可充電鋰離子電池。
而體感反饋部分類似於手掌貼片，只有220微米到1毫米厚，手掌上分布了32個電極。科研人員將WeTac的電極稱作電觸覺刺激像素，它們分布在指尖和手掌上，互相之間的平均距離約13毫米。
採用電刺激方案的優勢在於，電極陣列可定製觸覺反饋強度，可根據不同的用戶定製體驗，這一點比震動、氣動等更常見的方案更靈活，解決了當前觸覺反饋技術的一個主要瓶頸。
據該團隊稱，WeTac表現出極大的靈活性，並保證了各種姿勢和手勢的有效反饋。為了驗證手部觸覺反饋效果，科研人員對不同年齡、性別、工作的人群進行測試，發現不同人的手對觸覺敏感度也不同，此外手指比手掌更加靈敏。根據實驗結果，科研人員為人手定製了閾值映射圖，通過這個地圖，用戶、開發者可定製體感反饋，將壓力變化幅度等觸覺資訊映射成一系列體感閾值參數。
個性化體感閾值的好處是，可允許電觸覺反饋在適當的強度範圍內，按需傳遞到手的任何部位，不會因為強度過大而刺激疼痛，或是太弱而無法感覺到。此外，WeTac還內置多項安全措施以保護用戶免受電擊，設備溫度保持在27℃到35.5℃之間，不會因為過熱而影響體驗感。
總之，WeTac作為輕薄的貼片與皮膚集成，可通過內置電極來刺激手掌，從而模擬觸覺。電極的分布足夠密集，不僅能提供觸覺刺激，還能靈活的方式測量用戶的感覺閾值。通過映射不同電參數的閾值，便可根據用戶對觸覺的敏感性來定製體驗，從而優化刺激強度，避免引起疼痛。另外，WeTac可精準控制體感水平、時間和空間感知，這種技術有望在AR/VR、人機交互中提供更生動的觸摸體驗。
目前，科研人員已經驗證將WeTac用於VR和AR場景的效果，還實現了通過BLE通信與機械手同步。用戶可以在不同的場景中感受虛擬物體，例如在運動訓練中抓住網球、觸摸仙人掌，或是感受老鼠等物體手上移動。參考：DesignBoom
