Meta研发柔性电渗触觉技术，智能手表有望实现真实触感​

Meise

科技圈最近又有新东西看了。社交媒体和虚拟现实领域的巨头Meta公司（就是之前的Facebook），最近公开了一项新专利。这项专利讲的是他们搞出来的一种挺先进的触觉反馈系统，名字有点长，叫“高压柔性电渗驱动器”（High-Pressure Flexible Electroosmotic Actuators）。Meta公司打算把这个技术用在以后推出的各种设备上，比如大家熟悉的智能手表。

这份专利文件写得挺细，主要讲的是用户怎么用手势和所谓的“人工现实”（Artificial-Reality, AR）环境打交道。这里的手势分两种：一种是手在空中比划，不用碰到任何东西的“空中手势”；另一种是手指头实实在在碰到点啥的“表面接触手势”，像拍下自己胳膊或者点下桌子这种。为了能准确识别出用户在做这些动作，系统需要通过可穿戴设备来收集信息。这些设备可能是戴手腕上的腕带，也可能是戴头上的头显，它们身上都装着好些传感器，比如测肌肉电信号的（EMG）、测动作的惯性传感器（IMU），还有摄像头。最关键的是，这些设备还会装备上Meta新发明的那个柔性电渗驱动器。

Meta公司在这项专利里，把他们想做的“人工现实”世界画了个大圈，范围相当广。具体来说，它包括了：

虚拟现实（VR）​​：这里面又分三个层次——不是特别沉浸的（不沉浸）、有一点点沉浸感的（半沉浸），还有完全让你身临其境的（完全沉浸）。
​​增强现实（AR）​​：这种常见的有靠特定标记点定位的（标记型AR），也有靠地理位置触发的（位置型AR）。
​​混合人工现实（MAR）​​：就是把真实世界和虚拟世界搅和在一起的环境。
专利里还说，所有这些“人工现实”呈现出来的内容，可以是电脑生成的图像、声音，也可以是让你感觉到的震动（触觉反馈），或者是把图像声音震动这几样东西组合起来。它们可以只从一个地方（比如耳机）传给你，也可以从多个地方（比如耳机加手柄震动）一起传。

专利里花了不少篇幅解释手势怎么认。那些在空气里比划的手势，还有像戳自己身体或点桌面这些带接触的动作，系统都能抓住。抓的方法就是把拍到的图像和收集到的传感器数据放在一起分析。数据里面呢，就有手部肌肉活动产生的信号，以及设备捕捉到的你动作的变化。

最让大伙儿觉得新鲜的是专利描述的触觉反馈怎么实现的。Meta的工程师搞出了一种特别薄、还特别能弯曲变形的“柔性电渗驱动器”。这东西用对了地方，就能给用户非常逼真的触觉感受。跟以前那些硬邦邦、硌得慌的震动马达或者马达阵列不一样，这种新驱动器因为又软又薄，特别适合缝进衣服或者塞进像手套、手腕带子这样的穿戴装备里。Meta的目标呢，就是让你戴着更舒服，感觉到的震动或者压力更像是真的东西碰着你一样。另外，他们提到这种驱动器响应快，还省电。怎么让它贴着皮肤不掉呢？靠的就是把这些驱动器集成在一块柔性的印刷电路板（PCB）上，让它能顺着你身体的形状弯。

这柔性电路板有多薄呢？专利里说了，不超过2毫米。板上做出来一个个能独立控制的小袋袋，还连着存液体的小池子（流体储液腔）。关键的地方来了：只要给电路通上电，电压不超过700伏特(V)，储液腔里的液体就会被压着灌进那些小袋袋里。液体这么一流动、一涨袋，你就能感觉到它带来的压力了——这就是触觉反馈的来源。专利还提了个技术细节，为了让液体能顺顺当当流过去，他们可能在流动的管道里放些像玻璃粉这样的多孔介质材料。

专利里面配了好多图来说明这玩意儿。其中图1A（FIG. 1A）就专门画了这个柔性电渗驱动器长啥样。图上能看出来，每一个这样的驱动器单元（编号182）本事不小。当把它弄到像手套一样包着手指头的地方时（配合图2看），它能给你非常细致、微妙的触感压力；要是把它用到像手表或手腕设备上（后面有图8A展示的800号设备），它又能给你更明显、更敦实的压力感觉。这一个一个的驱动器组成阵列，根据工程师给它不同的电压指令，就能产生不同的触感反馈，要么是压力变化，要么是震动。图1C-1部分还专门说了，驱动器可以绕着用户手指头的形状弯过去贴紧，这样能让手指头感觉到的触感更好、更到位。

专利后面还拿几张图举了例子，说明这技术怎么用在系统里。图7A画了个他们设想的AR系统（编号700a），还展示了用户怎么用戴在手腕上的设备（编号800）或者一个手持的中间处理设备（HIPD，它的图在专利图10上能看到）跟虚拟世界互动。图7D-1和7D-2画了另一个AR系统（编号700d），用户在这个场景下同时用了手腕设备（还是那个800）、头戴VR设备，还有用了智能纺织品做的衣服，像是能提供触觉感应的手套。

这份关于柔性电渗驱动器的专利申请，是在过去三天里头被公开出来的。在文件最后列出的发明人名单里，排头的一位是刘天书（Tianshu Liu），这位是Meta公司旗下Facebook现实实验室（Facebook Reality Labs）的一位研究科学家。