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2021深圳国际纳米技术产业展览会暨高峰论坛

Shenzhen International Nanotechnology Industry Exhibition and Summit Forum 2021

2021年4月9-11日       深圳国际会展中心
你的位置:主页 > 新闻中心 >北京纳米能源所:基于摩擦纳米发电机的自驱动虚拟电触觉系统

虚拟现实/增强现实(VR/AR)技术是指利用计算机等技术手段生成逼真的视觉、听觉、触觉、味觉等一体化的虚拟环境,允许参与者通过多种感官与虚拟世界中的物体进行交互,从而产生沉浸在真实环境的体验。然而相比于虚拟的听觉和视觉,虚拟触觉通常需要快速响应、高分辨率、大尺寸的生物相容性装置,因而更难实现。目前虚拟触觉的实现主要有两种方式,一种是通过在皮肤上施加一定的机械力或震动来实现的机械触觉方式,可实现安全且可控的虚拟触觉,然而这种装置通常需要复杂而精巧的结构设计以及较高的功耗。另一种方式是在皮肤表面施加合适的电流来实现虚拟触觉的电触觉方式,具有设备体积小、重量轻、分辨率高等优势。但是,人体皮肤具有较大的电阻,很难选择一个合适的电压提供安全舒适的电触觉同时避免皮肤损伤。

摩擦纳米发电机(TENG)的出现为降低电触觉刺激的风险提供了新的思路。TENG可以将无规、低频的机械能转化为电能,高输出电压和低电流是TENG的天然优势。其超高的静电场可以避免电极与皮肤的直接接触,通过间隙放电的方式实现虚拟电触觉。据此,中科院北京纳米能源与系统研究所的研究团队与北京大学技术物理系的老师合作开发了一种基于TENG和悬浮式电极阵列的虚拟电触觉装置,实现了自驱动、皮肤集成、安全无痛的虚拟电触觉系统。近期,他们在Science Advances上发表了题为“Self-powered electro-tactile system for virtual tactile experiences”的论文。


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