近日，来自美国西北大学的工程师团队取得了一项重大科技突破，他们研发出一款全新的可穿戴设备，能精准模拟人类复杂的触觉感受。相关研究成果已发表在《科学》杂志上。
如今，多数触觉技术仅能实现简单的振动效果，然而人类的皮肤拥有众多不同类型的传感器，能够感知压力、拉伸、振动等丰富多样的触觉信号。这款新设备打破了这一局限，它不仅小巧轻便，还具备无线功能，可直接佩戴在皮肤上。通过向任意方向施加力，它能产生振动、压力、拉伸、滑动、扭转等多种不同的感觉，甚至还能将这些效果组合起来，调整速度，营造出更加真实、细腻的触觉体验。
该设备由一块小型可充电电池供电，通过蓝牙与虚拟现实（VR）头盔、智能手机等设备连接。由于设计高效且便携，它可以佩戴在身体的任何部位，还能与其他执行器组合使用，或者集成到现有的可穿戴电子产品中。
研究团队的负责人约翰·A·罗杰斯表示，以往的触觉执行器大多只能简单地戳碰皮肤，但人类皮肤能感知更复杂的触觉。此次研发的微小执行器，可向任意方向推动皮肤，还能按照程序精准控制复杂的触觉感受。
这款设备应用前景十分广阔。在虚拟现实领域，它能大幅提升沉浸感；对于视障人士，可帮助他们更好地感知周围环境；在网络购物时，能让用户在平板屏幕上模拟感受商品的材质；远程医疗中，也能提供触觉反馈；甚至，听障人士还能用它“感受”音乐。
为了模拟复杂的触觉，西北大学团队研发出首个具备完全运动自由度（FOM）的执行器。它不再局限于单一或有限的运动方式，能全方位地在皮肤上移动和施力，充分调动皮肤中的各类机械感受器。
在设备的另一侧，团队添加了加速度计。它能测量设备在空间中的方向，让系统根据用户的实际情况提供触觉反馈。比如，当设备佩戴在手上时，加速度计可以检测手掌是朝上还是朝下，还能追踪设备的运动速度、加速度和旋转情况。
罗杰斯还提到，这种运动追踪功能在浏览空间或触摸平板屏幕上的不同材质时特别实用。而且，通过改变触觉反馈的频率、强度和节奏，团队成功将音乐转化为身体能感受到的触觉，让用户可以通过触感分辨不同乐器。
这项研究成果意义重大，有望进一步缩小数字世界与现实世界的差距，让数字交互变得更加自然、有趣。相信在不久的将来，这款设备将走进人们的生活，带来全新的体验。
参考资料：DOI: 10.1126/science.adt2481
