香港城市大学于欣格教授Matter：柔性可穿戴触觉反馈电子的最新进展与未来展望

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2024-09-06 07:13

正文

近年来，触觉皮肤电子技术在实现沉浸式、真实的触觉体验方面取得了显著突破。这些技术不仅对于虚拟/增强现实至关重要，还因其能够提供超越传统视听反馈的触觉感知，在多种互动应用中展现出独特的价值。过去的触觉设备通常体积庞大、结构刚硬，主要用于工业控制，这些设备缺乏可穿戴性和灵活性，也无法提供精细的触觉体验。如今，随着皮肤集成电子技术的快速发展以及先进材料和微型化设备的应用，使得轻便、柔性且与皮肤紧密贴合的皮肤电子设备得以实现，这些设备能够为用户提供高分辨率、多模式的触觉反馈。然而，尽管技术进展显著，但是这种皮肤电子的规模化普及仍然在生物相容性、深度触觉反馈的实现，以及直观、易用的系统设计上面临巨大挑战。而柔性、可拉伸材料的创新和驱动设计改进，将成为克服这些难题、推动更逼真、沉浸式触觉体验的重要动力。

香港城市大学于欣格教授课题组以柔性可穿戴触觉反馈皮肤电子为切入点，从材料创新、设备结构设计、功能集成等多个方向讨论了触觉反馈领域的最新进展。同时，文章从生物相容性、设备稳定性、智能化集成等几个方面展望了皮肤电子在触觉反馈方向的应用前景。为实现未来更加沉浸式、可穿戴的触觉反馈系统提供了理论和技术指导。文章可以分为三个部分。首先，介绍了触觉反馈技术的发展历程，从早期工业应用的刚性设备到如今轻便、柔性的皮肤集成电子设备。其次，文章重点介绍了不同类型的触觉反馈材料，包括机械、热和电刺激材料，并深入分析了它们在不同应用场景中的优缺点。最后，文章展望了触觉皮肤电子未来的发展方向，强调了提升设备生物相容性、增加反馈精度、通过智能化算法实现个性化触觉反馈，以及直接神经刺激产生触觉的重要性。