电子皮肤中包括读取信息的传感器、用于发送信息的无线发射器，以及有助于触觉反馈的小型振动磁铁 。
这些传感器以锯齿形方式放置的电线组成，当贴片弯曲时，这些电线被拉得更直，弯曲、放直手臂时可以向机器人传输有关身体运动的数据 。
研究人员称，这些传感器可以将人体运动转换为电信号，由MCU进一步处理并通过无线传输到目标机器人 。同时，机器人上的压力传感器检测到与外部环境的接触，通过蓝牙模块控制触觉执行器的振动强度，为用户提供触觉反馈 。
为了进一步说明电子皮肤实时无线操作的性能，研究人员测量了1-5米距离范围内的电子皮肤循环响应速度，包括信号传感、数据传输、信号接收、制动响应等环节 。
研究结果表明，影响电子皮肤无线传输距离的因素有：顶部肤色弹性硅封装层厚度，人体中复杂的生物组织可能吸收电磁辐射等 。
在完善机器人VR的触觉反馈方面，于欣格说：“我们现在可以通过调整电子皮肤的位置和结构解决上述问题，同时也会和更专业的通信领域专家合作，融合相关技术，继续探索机器人VR在无线通信传输领域的潜力 。”


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▲电子皮肤的无线传输距离实验数据
除了蓝牙操作模式外，电子皮肤还支持Wi-Fi和互联网两种无线通信模式 。
对于Wi-Fi模式，只要操作区域被同一个Wi-Fi网络覆盖，无线传输范围就可以扩展到数百米 。在互联网操作模式下，无线传输距离可以扩展至互联网覆盖的任何地方，其响应时间范围为30.2到47.8毫秒 。
四、打造线下版元宇宙，除了听、看还能摸
除了医疗领域，触觉反馈也可以应用到社交、娱乐、假肢传感等方面，进一步提升用户体验 。
如果将VR设备、触觉反馈和现有的在线视频软件相结合，从听觉、视觉延伸到触觉，隔着屏幕，用户就能感受到与远方亲友握手、拥抱的实感 。
去年爆火的“元宇宙”概念中，人们需在虚拟世界建立一个自己的虚拟化身 。而要让这个虚拟化身与人类感同身受，必然离不开触觉技术的进化 。
早从2018年，于欣格就长期专注于触觉反馈研究，探索VR、机器人与电子皮肤的结合 。此前，其团队研发的皮肤VR进展曾于2019年底发表在国际学术顶刊Nature上 。皮肤VR系统就搭载了近场通信技术（NFC），远在千里之外的人通过抚摸和滑动屏幕，就能无线控制皮肤VR的触觉驱动 。
在他看来：“机器人VR可以理解为线下版的元宇宙 。”
在现实世界中，很多危险系数高、环境极端的任务需要机器人辅助，这就需要触觉反馈和传感一体的闭环人机交互系统 。
于欣格谈道，在虚拟世界中控制机器人，用户只需要将指令发送给软件，而在现实世界，多了指令和硬件的交互环节，控制机器人的难度更高 。
机器人VR系统主要针对于人机交互 。于欣格也补充说，从机器人精准感知角度来讲，他们的研究团队已经有了相关成果，现在电子皮肤中的震动单元大小成功缩小到将近之前的1/4，单位面积上单元集成度也大幅提升 。
在娱乐应用方面，于欣格为我们举了一个例子，《铁甲钢拳》电影中机器人争斗替代了暴力、血腥的搏击运动 。在未来，利用机器人VR和皮肤VR控制机器人决斗，也是该领域的潜在应用场景 。


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▲《铁甲钢拳》中人和机器人同步动作片段

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