利用触屏表面温度来改变表面摩擦力的新型表面触觉技术

近日，来自美国德克萨斯州A&M大学的研究团队，首次提出了利用触屏表面温度来改变表面摩擦力的新型表面触觉技术，并且论证了温度改变手指表面摩擦力的内在机理，为未来虚拟触觉技术的实现提供了更多的可能性[1]。

相关研究成果发表在Science Robotics期刊，论文以《通过表面温度的变化对虚拟形状进行表面触觉渲染》（Surface haptic rendering of virtual shapes through change in surface temperature）为题，目前就职于香港理工大学机械工程学系的助理教授马源为共同第一作者及通讯作者，德克萨斯 A&M 大学机械工程系Candidate崔昌铉（Chang Hyun Choi）博士担任共同第一作者，辛西娅·希普威尔（M. Cynthia Hipwell）教授担任通讯作者。

据悉，现有的摩擦力调控表面触觉技术主要有两类，分别为超声振动表面产生的摩擦力减小，以及电粘滞效应产生的摩擦力增大。

但这两种技术都存在一定的局限性。超声振动表面触觉技术需要振动整块或者大部分屏幕，因此耗电量较大，且不适于制作在大块屏幕上；电粘滞摩擦力调控技术需要在屏幕与手指之间建立强静电场，在一定程度上与触摸屏幕的触觉输入系统相互制约。这两种技术通常都需要 100V以上的电压进行驱动。

与这两种技术相比，基于表面温度的摩擦力调控手段显然在驱动电压、摩擦力调控效果等方面具有较为明显的优势。

而且值得注意的是，“新技术可以和前两者进行融合，进而拓宽表面触觉技术的能力范围，使更复杂的虚拟形貌渲染成为可能。”马源表示。

基于此项目所研究的技术，或可在未来给元宇宙带来更好的虚拟触觉渲染效果，使人们能够在触屏表面触摸到本不存在的按钮、指针、布料等虚拟物品。