可穿戴触觉反馈设备作为一种增强感官的媒介，可用于人类和 VR/机器人之间的触觉信息交互。所有可穿戴设备中难以避免的出汗问题同时也是可穿戴触觉的技术瓶颈，因为皮肤/设备界面中积累的汗水/湿气会严重影响反馈的准确性、舒适度，并可能带来卫生方面的问题。现有的可穿戴触觉设备通常具有良好的反馈性能，但以牺牲透气性、舒适性和生物相容性为代价。而作为人体全身最为重要的触觉感受器官，手部的汗腺分布最为密集，出汗与水分蒸发量（隐性出汗）量最大。因此，可穿戴触觉设备忽视透气性的结果是难以长时间使用，且无法在出汗的情况下正常实现反馈。
香港城市大学于欣格教授联合香港理工大学郑子剑教授团队开发了一种完全集成的透气触觉织物（FIBHT）。与使用刚性/不透气的印制电路板（PCB）的传统设备不同，通过使用静电纺微纤维弹性体网络作为基底以及工程化液态金属作为电路导线，FIBHT拥有可达400%的高度可拉伸性，以及超过657g/m2/d（湿度）和 40 mm/s（空气）的卓越透气性，并以媲美PCB工艺的密度，在全手范围内高密度集成了128个反馈单元电极。FIBHT作为一个无线、全集成化的触觉反馈系统，完全由可拉伸、透气和生物粘附材料组成，可实现精确、出汗/运动不敏感的动态反馈，使 FIBHT 能够在广泛的场景中实现虚拟触摸。
图1：全集成式的透气触觉织物（FIBHT）。通过多层静电纺丝SBS纤维网络、高密度液态金属电路、商用电子元件与生物黏附水凝胶有机结合，采用三维透气电子皮肤（P3D-Eskin）技术制备的FIBHT将可穿戴触觉设备转变为柔性超薄、舒适透气、反馈精确、不受皮肤自然出汗影响的稳定触觉界面。
视频1：FIBHT在虚拟麻将中的应用展示。
视频2：佩戴FIBHT运动30 min后依旧可以紧贴在手掌上
图2：系统和界面的结构和材料。三维液态金属电路中，通过激光烧蚀制备的层间过孔（LM VIA）结构可实现拉伸情况下稳定的层间电气连通性；同时生物黏附凝胶作为液态金属和皮肤之间的电信号媒介，提供了接触稳定、低阻抗的皮肤/电极界面，以实现电触觉信号的高效率传导。
图3：穿戴舒适性。借助生物黏附水凝胶电极可实现简便穿戴和在皮肤上长时间稳定的黏附连接，无需担心脱落。在长时间穿戴后，FIBHT的高度透气性使皮肤界面也不会有汗液或水蒸气凝结，维持手部皮肤的干燥和正常温度。
图4：动态反馈用户实验。FIBHT的透气性使电触觉刺激免于聚集汗液带来的电极间刺激信号串扰问题，大大提高了空间识别准确性；同时，通过多种模式的动态刺激（时空动态图形、动态刺激波形），可避免长时间静态刺激带来的麻木感和感知弱化，从而进一步提升触觉信息传递与识别的准确性。
图5：FIBHT在VR中的应用。通过时空动态图形可使用户在VR麻将游戏中实现不看牌面仅通过摸牌来辨认牌型；在VR网球游戏中通过动态波形可感受不同球速的打击感。同时在穿戴30分钟后，其透气性与粘附性可保持界面稳定连接，所有电极均无脱落。
【参考文献】
https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adq9575
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