新發明：將電子皮膚貼在手上 就可以在VR世界追蹤動作了
騰訊數碼訊（安安）說到VR系統，如果使用手套一樣的感測器肯定不方便。我們希望感測器能像皮膚一樣貼在身上。最近Science Advances發表一篇論文，談的正是這種技術。德國德累斯頓亥姆霍茲研究中心（Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf）的研究人員丹尼斯·馬卡洛夫（Denys Makarov）開發出一種磁敏電子皮膚，它具備定向感知能力。設備可以追蹤手部的細微動作，相當精準。
在VR體驗中，有時會用手套追蹤動作，行動受到限制，新電子皮膚可以替代手套。有了電子皮膚，用戶可以用手勢與物理對象、AR應用中的目標物互動。馬卡洛夫與他教導的博士生貝穆德斯（Gilbert Santiago Ca?ón Bermúdez）認為，除了遊戲，新技術還可以用在軟體設計、企業、物理治療、安全等領域。
「不妨想像一下，如果你想按一個按鈕，這個按處在受限環境中，你觸碰不到。你肯定想用無觸摸的方式操縱按鈕。」馬卡洛夫說，「將磁場感測器與永磁體結合就能做到。」
將皮膚貼在手上，就能追蹤相對於外磁場角的位置和動作。信息發送到計算機，動作以數字方式重建，轉化為功能或者命令。
團隊展示了電子皮膚的能力，他們讓用戶調暗電腦屏幕上的圖像，輸入鍵盤字元，完成任務時不需要真正碰觸任何東西。例如，用電子皮膚調暗燈光時，研究人員開發了一個塑料環，中間有永磁體，作為調暗燈泡的轉盤使用。用戶將一個感測器放在手掌中，手放在轉盤上方，如果想調節燈泡，轉動手就行了，不需要碰觸。計算機與感測器連接，將信息翻譯出來，在屏幕上調暗光源圖像。
然後是虛擬鍵盤。感測器裝在腕帶上，另一隻手的一根手指裝一個小磁體，裝在指尖。有4個鍵盤字元可以選擇，用戶只要將帶磁體的指尖放在腕帶上方就行了，不需要碰觸，腕上感測器的4個不同區域分別代表不同的字元。
團隊將微型磁敏組件以一種很新奇的方式排列，製成感測器。在VR領域，用磁場追蹤動作並不是什麼新技術。Oculus與華盛頓大學的研究人員曾展示一種新感測器，這種感測器是一種指尖大小的磁感測器，用於VR環境，系統叫作Finexus。還有一家名叫Ommo的創業公司也開發了一副手套，它用嵌入式磁感測器追蹤手部動作。
馬卡洛夫說，這些設備都是根據傳統磁感測器開發的，很笨重。他還說：「我們的設備不同，不會受到動作的限制，因為它擁有特殊的機械性能，很薄、極為柔韌。」
電子皮膚（或者叫人工皮膚）也不是新東西。之前早就出現過類似的產品，功能多樣，比如用來監測健康環境、收集關鍵信號、感知溫度變化、製作更敏感的假肢。2015年，馬卡洛夫的團隊曾展示一種接近報警感測器，它可以模擬觸摸。不過之前的系統無法對旋轉動作進行定向感知。
馬卡洛夫的原型產品將微型磁敏裝置植入電子皮膚，具備定向感知能力，這是一大突破。在虛擬對象與感測器之間不需要直線光，如果用光學方法必須這樣做。
事實上，馬卡洛夫希望新系統能夠在醫療領域找到用武之地。例如，可以將感測器裝在皮膚上，了解病人手術之後關節的復原情況。
不過現在的技術還不完美，要將永磁體裝進物體，然後才能改變環境的磁場，過程太麻煩，在日常生活中不實用。下一步馬卡洛夫的目標就是剔除永磁體，用地磁場來追蹤動作和位置。他說：「長久以來，我們的社區一直在期待這樣的技術出現，它是當前研究的熱點。我們快要達成目標了。」細菌、昆蟲、鳥、鯊魚都能感知地磁場，用磁場判斷方向，導航。
來源：ieee
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