虚拟触觉行业分析 | 水木资本原创
元宇宙热潮下，虚拟触觉行业发展增速。HaptX指责Meta抄袭触觉手套专利事件，使得虚拟触觉技术讨论热度进一步上升。
元宇宙这个概念本身并非新生事物，最早在1992年尼尔史蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小说《雪崩》（《Snow Crash》）中被提出，那时候书中的“metaverse”被译为“超元域”。清华大学新闻与传播学院教授沈阳发文总结元宇宙的概念为，元宇宙（Metaverse）是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。
元宇宙中要提供沉浸式的虚拟体验，虚拟触觉技术必不可少。近期虚拟触觉行业动作频繁。开发隔空触觉技术的英国公司Ultraleap官方发布公告，表示已完成由腾讯、British Patient Capital和招商银行联合领投的8200万美元（约5.2亿人民币）D轮融资。2021年10月27日，美国初创公司、虚拟现实交互方案供应商HaptX宣布与总部位于法国的生产商Haption 建立多年独家合作伙伴关系的优质力反馈设备，以加速全身触觉设备的商业引入。2021年11月24日HaptX宣布从Crescent Cove Advisors获得400万美元的新一轮融资。
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虚拟触觉手套
手是我们感受触觉最频繁的，也是最需要对触觉进行反馈的部分。虚拟触觉手套的设计与制造，恰好满足了人们对于手部虚拟触觉的需求。
HaptX在2017年展示了一种力反馈微流体原型。2018年底，它宣布了其第一款产品 Gloves DK1，该产品已被军队、医学院和日产等公司用于高级培训和模拟。之后该公司发布了手套 DK2，它更小、更轻、更舒适，具有增强的触觉保真度。
HaptX利用微流体技术和力反馈技术，让用户在虚拟环境中移动，并用手感受虚拟物体。
触觉反馈手套——HaptX Gloves开发套件，让用户在VR中感受到物体的存在，体验和现实环境中一样逼真的触感。开发套件中包括两个手套，每个手套配备约130个传感器，可在手和指尖上提供逼真的触觉反馈。HaptX手套可支持高达2个亚毫米的精度追踪，这也使它成为最精确的运动追踪手套，能大大提高企业用户在虚拟环境中的生产力。
此外，去年 6 月，位于深圳的Dexta Robotics（岱仕科技，下文简称Dexta）发布了集成动作捕捉和力反馈功能为一体的机械手套——Dexmo力反馈手套。Dexmo 力反馈手套是一款无线便携的设备，单个重量仅为 290 克，通过将 5 个力反馈装置、11 个动作捕捉传感器、可充电电池，以及整个控制系统集成一体，从而让人在虚拟世界中用自己的双手去体会拟真实的触感。
图源：Dexta Robotics
戴上 Dexmo 后，手掌依然可以灵活地握拳、张开。由于每个人的手掌大小、手指长短都不一样，因此初次使用 Dexmo 需要通过几个步骤记录手掌数据。在使用 Dexmo 的过程中，手部动作会被手套收集，并用来在虚拟空间重建出准确的手部模型，再将现实中手部的动作完整地映射在虚拟世界中。
图源：Dexta Robotics
目前 Dexmo 主要面向企业级用户，用于培训场景。这款手套正慢慢出现在新能源电池维修培训、产线工人组装培训、航空驾驶舱训练模拟、核电站高危场景培训等场景中。
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VR皮肤
除了虚拟触觉手套，VR皮肤也能为皮肤提供虚拟触觉，细腻地模拟出与他人或物体交互时所产生的触觉。
2019年11月21日，《自然》杂志发表的一项研究报道了一种在皮肤表面的无线触觉反馈界面。这个装置通过机械振动的方式模拟触觉，可作为虚拟现实（VR）合成皮肤，让你与远方的亲友牵手，还能在互联网游戏中感受到队友的拍肩鼓励，当然，这个装置也可用于医学等各个需求触觉感受的领域。
此前已经实现的可通信 VR“皮肤”，需要借助紧贴在佩戴者身体上的有线电极，这些电极通过产生振动来刺激感官体验。但事实证明，要找到既能产生让用户反应的合适电压和电流，又不给皮肤造成疼痛或电刺激损伤，绝非易事。这款新的皮肤 VR 系统采用了不同的技术路径，它通过嵌入薄而柔软的微型驱动器来传递触感。用成百上千个离散的可编程驱动器，将这个装置扩展到全身。穿上特制的 VR 套装，加上 VR 头盔，使用者可以完全沉浸在虚拟世界中。该技术有望实现全身VR。
图源：美国西北大学
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智能触感技术
除了虚拟触觉技术将真实的触感传递给用户，对环境触感识别的智能触感技术是实现远程触觉传递的关键。
他山科技是国内首家致力于可探测三维空间的智能触感技术（基于R-SpiNNaker的AI电容触感技术）以及人工智能触感芯片产业化的高科技公司。他山与曼大和合肥工大合作开发采用石墨烯电极的柔性可拉伸电子皮肤，可实现触觉信息的完整采集。
此外，近期Meta的AI科研人员与卡内基梅隆大学合作，研发并开源了全新的触觉感知AI“皮肤”ReSkin。ReSkin是一种柔性的触觉传感方案，其采用可变形的弹力材质，其内置磁性颗粒，因此在产生变形时，其向周围发射的电磁信号也会改变。接着，可以用磁力计靠近ReSkin来测量电磁信号变化，并通过算法将数据转化为可用的信息，比如：接触的位置、力度等等，从而实现对触觉信息的采集。
日本的Avatar X计划（一项关于太空探索以及太空教育、太空建筑、太空生活等前沿科技的合作项目）提出一套远程遥控触觉机器人方案，就应用到了智能触感技术。该方案的远程端采用了一个多轴机械臂，拥有灵活拟人手指设计和灵敏的触觉传感。而另一端采用了人手去控制，同时结合HaptX触觉手套，这样人类就可以远程感受触感并操控机械臂。
未来，虚拟触觉技术以及系统化的远程遥控触觉机器人技术将越来越完善。沉浸式的触觉体验，将为各行各业发展带来突破性的革新。
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