更沉浸的元宇宙来了！全新「化学触觉」让你体会逼真的冷与热

编辑：小咸鱼

【新智元导读】未来的虚拟现实触觉可能会在皮肤上使用化学物质来让你产生感觉，这会是让虚拟现实和元宇宙变得更加现实的下一步吗？来自美国芝加哥大学计算机科学系开发的全新方法：化学触觉，可以给出答案。

这些天来，似乎每个大型科技公司都在谈论「元宇宙」，认为它会彻底改变我们现在的生活。

10月29号，Facebook CEO扎克伯格正式宣布，Facebook改名为「Meta」。未来，Meta将会投入数百亿美元，全力奔向元宇宙。

紧接着，在11月2号的Ignite大会上，微软正式宣布进军「元宇宙」，并将旗下混合现实会议平台Mesh融入到Teams中。CEO纳德拉表示Xbox游戏平台将来也要加入「元宇宙」。

11月8号，AMD宣布拿下Facebook母公司Meta的数据中心这个大单，这也意味着Meta的新数据中心中会使用AMD的EPYC处理器。

11月9日下午的GTC 2021大会上，英伟达进一步坚定了「进军元宇宙」的决心。

黄仁勋宣布，人工智能阿凡达平台（NVIDIA Omniverse Avatar）发布，并对其 Omniverse平台进行令人振奋的重大更新。

Avatar是具有光线跟踪3D图形的互动角色，可以看到、说话、就广泛的主题进行交谈，并理解自然对话的意图。

Omniverse Avatar为创建人工智能助手打开了大门，这些助手几乎可以为任何行业轻松定制，帮助处理数十亿的日常客户服务互动，包括餐厅订单、银行交易、进行个人预约和预订等等。

而国内的阿里、腾讯、字节跳动等公司也纷纷在元宇宙赛道**，进行提前布局。

「交个朋友」的罗永浩也发博透露自己下一个创业方向，「竟然」也是元宇宙。

毋庸置疑，「元宇宙」已经成为当下最火的概念之一，蕴含着无穷的机会和可能。

但是，人们在虚拟现实中的体验要想达到像真实世界一样的感觉，可能得等到我们能够用上我们所有的感官，而不仅仅是视觉和听觉，比如说，触觉？

触觉技术的目标是让用户体验到通过其他技术模拟的物理感觉。

这方面最早的一些例子包括手机和寻呼机，它们使用旋转电机和配重来产生振动，从而吸引用户的注意力，而不会发出任何噪音。

1997年，任天堂第一个通过N64的Rumble Pak将类似的技术引入视频游戏，这使得游戏机的控制器随着游戏中的动作而摇动和振动，这一功能现在已经很常见了。

但是仅仅凭借振动，一个虚拟现实耳机或一对虚拟现实控制器还不足以模拟现实世界中可以体验到的所有感觉。

于是，芝加哥大学计算机科学系人机集成实验室的研究人员开发了一种全新的方法，即设计直接附着人体的交互式设备，将局部刺激直接应用于皮肤，并以不同的方式直接触发人类皮肤中的受体。

这种通过与皮肤的相互化学作用来产生感觉意味着一种新的触觉形式，他们称之为化学触觉。

正如论文中所讲的那样，研究人员设计并制造了独立的可穿戴设备，只要能够与皮肤接触，这些设备可以佩戴在人体的任何地方，手臂、腿，甚至面部都是可以的。

https://lab.plopes.org/published/2021-UIST-ChemicalHaptics.pdf

研究人员设计了一种柔软的硅胶贴片，使用微型泵推动液体药剂通过对使用者皮肤开放的通道，让皮肤在药剂通过时吸收它们。

这样一来，该装置除了可以提供现有触觉设备无法提供的感觉之外，还允许通过单个致动器实现多种响应。

可穿戴设备使用硅胶贴片和微型泵将五种不同的化学物质输送到皮肤表面，在接触点产生五种独特的物理感觉。

目前，研究人员已经确定了五种有助于产生持久感觉的化学物质：山椒醇，利多卡因，肉桂醛，辣椒素和薄荷醇。

图片来源：芝加哥大学计算机科学系人机集成实验室

薄荷醇创造了皮肤被冷却的感觉，可能模拟了下雪天在外面散步，而辣椒素，这种辛辣食物中代表「辣」的成分，可以创造一种温暖的感觉，模拟的是暴露在热的东西下。

利多卡因可以产生麻木的感觉，山椒醇和肉桂醛可以产生刺痛的感觉，这些都可以在虚拟现实游戏中用作触觉反馈的负面形式，提醒玩家保护自己的安全。

所有使用的化学物质对人类来说都是安全的，所以你不会在玩虚拟现实模拟时受伤。

由于这是一种新的方法，研究人员还就何时以及如何利用化学触觉提出了建议，表明它最适合「缓慢变化的触觉事件」，例如伤口的刺痛如何在最初几分钟内演变或温度缓慢上升。

他们还建议根据设备佩戴的身体位置调整化学物质的浓度，根据每种化学物质提供的主要感觉来优先选择化学物质，以及一些安全预防措施。

在一项用户研究中，参与者评估了使用和不使用化学触觉的虚拟现实体验的沉浸感；绝大多数情况下，参与者表示，化学触觉设备的使用确实使得沉浸感增强。

该团队认为这证明了对皮肤进行化学刺激从而产生感觉是可能的，而且由于皮肤可以以这种方式获得感觉，未来就可以通过微调这些感觉的细节，包括感觉之间的转换，混合化合物和定制的化学物质以获得新的感觉。

这项研究，为虚拟现实体验和触觉设备的未来设计带来了新的可能性，突破了界限，强调了感觉在振动和压力之外的作用。

这是「元宇宙」的未来吗？

可能将来再看，不会完全像现在展示的这样，但是找到新的触觉反馈方法，肯定是在探索模拟触觉的方向上，迈出了明确的一步。

参考资料：

https://gizmodo.com/future-vr-haptics-may-use-chemicals-on-the-skin-to-make-1848040533

https://www.hackster.io/news/novel-haptics-approach-renders-sensations-via-chemical-stimulants-62c274656275

https://www.youtube.com/watch?v=gQ3qBUIj7D4&t=58s https://www.youtube.com/watch?v=2OTi4xfQg3U&t=470s

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