说到VR系统，如果使用手套一样的传感器肯定不方便。我们希望传感器能像皮肤一样贴在身上。最近，Science Advances发表一篇论文，谈的正是这种技术。德国德累斯顿亥姆霍兹研究中心的研究人员丹尼斯·马卡洛夫（Denys Makarov）开发出一种磁敏电子皮肤，它具备定向感知能力，设备可追踪手部的细微动作，相当精准。
新式磁敏电子皮肤，资料图
在VR体验中，有时会用手套追踪动作，行动受到限制，新电子皮肤可以替代手套。有了电子皮肤，用户可以用手势与物理对象、AR应用中的目标物互动。马卡洛夫与他教导的博士生贝穆德斯认为，除了游戏，新技术还可以用在软件设计、企业、物理治疗、安全等领域。
不妨想像一下，如果你想按一个按钮，这个按处在受限环境中，你触碰不到。你肯定想用无触摸的方式操纵按钮。马卡洛夫说，将磁场传感器与永磁体结合就能做到。
将皮肤贴在手上，就能追踪相对于外磁场角的位置和动作。信息发送到计算机，动作以数字方式重建，转化为功能或者命令。
团队展示了电子皮肤的能力，他们让用户调暗电脑屏幕上的图像，输入键盘字符，完成任务时不需真正碰触任何东西。例如，用电子皮肤调暗灯光时，研究人员开发了一个塑料环，中间有永磁体，作为调暗灯泡的转盘使用。用户将一个传感器放在手掌中，手放在转盘上方，如果想调节灯泡，转动手就行了，不需要碰触。计算机与传感器连接，将信息翻译出来，在屏幕上调暗光源图像。
然后是虚拟键盘。传感器装在腕带上，另一只手的一根手指装一个小磁体，装在指尖。有4个键盘字符可以选择，用户只要将带磁体的指尖放在腕带上方就行了，不需要碰触，腕上传感器的4个不同区域分别代表不同的字符。
Finexus项目：Oculus手控虚拟现实设备。资料图
团队将微型磁敏组件以一种很新奇的方式排列，制成传感器。在VR领域，用磁场追踪动作并不是什么新技术。Oculus与华盛顿大学的研究人员曾展示一种新传感器，这种传感器是一种指尖大小的磁传感器，用于VR环境，系统叫作Finexus。还有一家名叫Ommo的创业公司也开发了一副手套，它用嵌入式磁传感器追踪手部动作。
马卡洛夫说，这些设备都是根据传统磁传感器开发的，很笨重。他还说，他们的设备不同，不会受到动作的限制，因为它拥有特殊的机械性能，很薄、极为柔韧。
电子皮肤，或者叫人工皮肤，之前早就出现过类似的产品，功能多样，比如用来监测健康环境、收集关键信号、感知温度变化、制作更敏感的假肢。2015年，马卡洛夫的团队曾展示一种接近报警传感器，它可以模拟触摸。不过之前的系统无法对旋转动作进行定向感知。
马卡洛夫的原型产品将微型磁敏装置植入电子皮肤，具备定向感知能力，这是一大突破。在虚拟对象与传感器之间不需要直线光，如果用光学方法必须这样做。事实上，马卡洛夫希望新系统能够在医疗领域找到用武之地。例如，可以将传感器装在皮肤上，了解病人手术之后关节的复原情况。
不过现在的技术还不完美，要将永磁体装进物体，然后才能改变环境的磁场，过程太麻烦，在日常生活中不实用。下一步马卡洛夫的目标就是剔除永磁体，用地磁场来追踪动作和位置。他说，长久以来，我们的社区一直在期待这样的技术出现，它是当前研究的热点，而他们就快要达成目标了。