Kính thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) đang ngày càng trở nên tiên tiến, cho phép trải nghiệm kỹ thuật số hấp dẫn và phong phú hơn. Để khiến trải nghiệm VR và AR thực tế hơn nữa, các kỹ sư nỗ lực chế tạo những hệ thống tạo ra phản hồi xúc giác, khiến người dùng có được cảm giác phù hợp với nội dung ảo.

Các nhà khoa học tại Đại học Hồng Kông, Đại học Thành phố Hồng Kông, Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Trung Quốc (UESTC) và nhiều viện khoa học của Trung Quốc gần đây đã tạo ra WeTac, một hệ thống xúc giác điện không dây thu nhỏ, siêu mềm và mỏng tạo ra những cảm giác trên làn da người dùng. Hệ thống đặc biệt này, được giới thiệu trên tạp chí Nature Machine Intelligence, hoạt động bằng phương pháp cung cấp dòng điện chạy qua tay người dùng.

Nhóm nghiên cứu của TS Kuanming Yao trong báo cáo khoa học viết: "Do độ nhạy cảm xúc giác giữa các cá nhân khác nhau, các bộ phận trên bàn tay của một người cũng rất khác nhau, cần thiết phải có phương pháp phổ quan để mã hóa thông tin xúc giác thành những phản hồi trung thực trên tay theo những đặc điểm nhạy cảm ",

"Ngoài ra, những giao diện xúc giác hiện có, được đeo trên tay thường cồng kềnh, cứng nhắc và ràng buộc bằng dây đai, gây trở ngại cho khả năng cung cấp các phản hồi xúc giác chính xác và tự nhiên."

 

Sơ đồ minh họa hệ thống ống điện không dây thu nhỏ. a, Hình ảnh nổ của các cấu trúc và thành phần bộ phận điều khiển. b, Hình ảnh nổ của cấu trúc miếng dán tay điện cực hydrogel. Ảnh: Yao et al, Nature Machine Intelligence (2022)

WeTac bao gồm một nhóm điện cực, đặt trên lòng bàn tay của người dùng và những thành phần điện tử mềm thu nhỏ, hoạt động như bảng điều khiển của thiết bị. Khi người dùng sử dụng, thiết bị có thể tạo ra những mẫu phản hồi xúc giác theo không gian - thời gian chi tiết và có thể lập trình. Với 32 pixel mô phỏng cảm giác điện bên lòng bàn tay, độ phân giải không gian cao nhất 0,279 pixel trên mỗi cm2 ở vùng dày đặc nhất.

Các nhà nghiên cứu trong bài báo cho biết: "WeTac truyền dòng điện qua bàn tay để tạo ra những cảm giác xúc giác tương tự như giao diện xúc giác tích hợp trên da. Với mật độ điểm tương đối cao trên toàn bộ khu vực bàn tay, WeTac có thể kích thích cảm giác xúc giác và đo ngưỡng cảm giác của người dùng linh hoạt."

Thiết bị do TS Yao và các đồng nghiệp tạo ra có những ưu điểm đáng chú ý so với những thiết bị cảm ứng điện khác được phát triển trước đây. Điểm đáng chú ý nhất là thiết bị bao phủ bề mặt rộng của bàn tay người dùng (cả bàn tay), thay vì tập trung vào một hoặc nhiều đầu ngón tay.

Do thành phần của vật liệu siêu mềm, WeTac có thể dễ dàng lập bản đồ ngưỡng dòng điện cho người dùng cá nhân, xác định những thông số tối ưu để tạo ra phản hồi xúc giác ở những bộ phận cụ thể của bàn tay. Điều này dẫn đến trải nghiệm xúc giác hoàn toàn bằng tay, thực tế và được cá nhân hóa mà người dùng có thể cảm nhận rõ ràng mà không gây đau đớn hay khó chịp.

"Bằng phương pháp lập bản đồ các ngưỡng cho những thông số điện khác nhau, dữ liệu ngưỡng được cá nhân hóa có thể thu thập để tái tạo cảm giác chạm ảo trên bàn tay với cường độ kích thích được tối ưu hóa và tránh gây đau hay khó chiu. Với khả năng kiểm soát chính xác mức độ cảm giác, nhận thức về thời gian và không gian, thiết bị cho phép cung cấp phản hồi được cá nhân hóa khi người dùng tương tác với các đối tượng ảo." Nhóm nghiên cứu viết trong bài báo cáo khoa học.

Trong những thử nghiệm ban đầu, thiết bị cảm ứng điện không dây do nhóm nghiên cứu tạo ra đạt được những kết quả rất hứa hẹn, tạo ra phản hồi xúc giác sống động và có thể điều chỉnh trên tay người dùng. Trong tương lai, thiết bị có thể được tích hợp với các hệ thống VR và AR, tạo ra những trải nghiệm ảo sống động và hấp dẫn hơn hoặc để tăng cường khả năng tương tác giữa người và máy.