當前觸覺致動器多為剛性，且在模擬真實觸覺方面存在局限。針對這一挑戰，美國加州大學的研究團隊開發了一種名為 HAMS（可穿戴觸覺人造肌肉皮膚）的創新技術，旨在增強 XR（擴展現實）系統的沉浸感，並在娛樂、教育和輔助技術領域展現廣泛應用潛力。
HAMS 基於全軟毫米級多層介電彈性體致動器（DEA）設計，能夠產生顯著的面外變形，從而模擬真實的觸覺體驗。這種 DEA 採用厚度變化的多層結構，不僅實現了較大的面外位移和力輸出，還確保了舒適性和耐磨性。實驗結果顯示，HAMS 能夠生成複雜的觸覺反饋，並具有高感知精度。
在 XR 技術中，觸覺致動器扮演著將虛擬環境中的觸覺傳遞到用戶皮膚機械感受器的關鍵角色。然而，傳統觸覺致動器因形狀笨重、缺乏通用性而限制了 XR 交互的靈活性，影響了用戶的沉浸體驗。相比之下，皮膚集成觸覺界面提供了更靈活的解決方案，能夠適應各種身體部位，減少侵入性，實現與虛擬環境的自然交互。
儘管現有的皮膚集成觸覺技術如壓電致動器和磁性馬達已在一定程度上實現了人工感覺反饋，但它們的剛性特性和低衝程限制了它們在複製現實世界體驗方面的能力。此外，這些致動器提供的空間解析度有限，難以向更小、更敏感的身體部位提供複雜的觸覺反饋。
針對這些問題，加州大學團隊提出的 HAMS 採用全軟毫米級多層 DEA，具有響應快、帶寬寬、應變大、能量密度高、運行無聲等特點，可與天然肌肉相媲美。HAMS 中的 DEA 利用電場梯度機制在變厚多層介電彈性體內實現面外變形，無需外部壓力偏置或非活性剛性組件，從而保持了完全柔軟的結構和最佳的可穿戴性、舒適性。
HAMS 的可擴展性和可定製性使其能夠應用於不同的皮膚表面，並覆蓋整個身體。此外，HAMS 消除了可穿戴觸覺設備中常見的剛性組件，提供了額外的感覺體驗，如皮膚上的持續壓力。當無縫應用到用戶身上並連接到 VR 頭顯時，HAMS 能夠為用戶提供身臨其境的 XR 體驗。
綜上所述，HAMS 作為一種創新的可穿戴觸覺人造肌肉皮膚技術，有望為 XR 系統帶來革命性的沉浸感提升，並在多個領域展現出廣泛的應用前景。
