电触觉技术平台

1. 成果简介

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》将“虚拟现实和增强现实”列入数字经济重点产业，提出以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革，壮大经济发展新引擎。虚拟现实技术的进一步发展亟须触力觉技术支持，使用户不仅能“看见”，还能“触摸”虚拟环境。

为缩小当前触觉技术与视听技术发展之间的差距，并满足工作娱乐、学习训练、遥操作、具身智能示教、以及人机协作等虚拟现实技术应用场景对轻量化、高性能触觉反馈的迫切需求，本团队形成了一系列基于电触觉技术成果。电触觉技术通过在与皮肤接触的电极上施加电场，激活皮肤中多种触觉感受器和传入神经纤维，实现丰富且可控的触觉体验。与其他触觉技术相比，该技术在触觉呈现的多样性与界面形态的轻薄性方面具备显著优势。

该技术平台由三大核心部分构成：界面、驱动硬件与算法、以及触感编辑工具。界面通过贴附、穿戴或握持的方式与用户皮肤直接接触，既能完成信息采集，又能输出电触觉刺激。平台兼容多种形态、精度与模态的传感器，支持薄膜电极、手套电极、织物电极等多种形式，可与桌面、手持及可穿戴等各类智能设备结合。驱动硬件与算法则根据渲染目标与传感器信息，控制界面电极的极性与电压，在确保安全性与清晰度的同时，为用户提供包括振动、压力、静态及动态图案等触觉效果，并可模拟物理按键及物体的重量和弹性特征。

2. 技术创新点

本技术的创新点涵盖三个方面。界面方面，形成了电触觉手套、织物电极界面等新型界面形态，拓宽了应用场景的适用范围。驱动方面，实现了对每个电极点的极性与电压进行独立控制，超高速切换电极点状态，闭环电流控制，为多手、多指自然交互方式提供安全、清晰、舒适的触觉反馈。触感方面，除了传统的皮肤触感外，还基于多感官融合感知机理，呈现力触觉感受。

3. 技术成熟度

该成果当前处于小试阶段（实验室验证）。

4. 可应用领域

在虚拟现实中，技术使用户不仅能看见虚拟物体，更能触摸到它们，从而更深入地感知和认识虚拟世界，获得更加真实、沉浸的体验。在具身智能领域，特别是在沉浸式机器人遥操作、人机协同工作、机器人示教等场景中，将机器人从物体处获得的触觉反馈传达给人，有助于人的操作控制。在医疗健康领域，许多疾病会导致患者触觉感官异常，影响其日常生活操作，增加触觉反馈有助于改善患者的日常生活质量、减缓病程。

5. 联系人

林宏南，linhongnan@iscas.ac.cn，15011125022