VR 不單看、聽,將來還…… 有 feel?

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研究人員利用穿戴裝置,為身處虛擬世界的使用者提供觸感。 圖片來源:Engin Dikmen/Twitter

疫下足不出戶成新常態,加上元宇宙興起,可以想像未來只需戴上虛擬實境(VR)眼鏡,即可與世界接觸。目前虛擬接觸仍停留在 3D 視聽階段,鮮有 4D 實感。但據雜誌「新科學人」報道,有研究人員嘗試使用薄荷醇(Menthol)及辣椒素(Capsaicin)等天然刺激物,模擬周圍環境對皮膚帶來的感覺,以創造出更逼真的 VR 體驗。

一直以來,這些刺激物都是理解人類複雜觸覺的工具,1990 年代,科學家已研究辣椒及薄荷提取物,確定身體對冷熱的反應。現在,芝加哥大學人機互動研究員 Jasmine Lu 及同事就利用有關知識,創造出人造感覺,讓虛擬實境變得更逼真。他們將這種化學觸覺(chemical haptic)技術應用在可穿戴設備上,佩戴者可透過裝置體驗一系列感覺,包括熱冷、麻痺或刺痛。

目前最常見的觸覺技術為振動反饋(haptic),多用於觸控屏幕及遊戲機手掣,例如用力按壓智能電話屏幕,會出現振動或移動等反饋功能。觸覺設備更有助中風患者恢復手臂的感覺,並為練習心肺復甦的醫護人員提供更真實的反饋。2019 年,香港的研究人員更使用微型無線致動器,創造出觸覺電子皮膚

這些設備集中使用一種觸摸類型 —— 壓力,但皮膚能感受到的,遠不止於此。Lu 說:「我們的觸覺是由皮膚中各種受體作媒介。我們有用於感覺冷熱的溫度感受器;用於感覺振動、壓力及用力的力學感受器;以及用於感覺疼痛的痛覺感受器。」若能充分利用這些受體,人就可以在沒有任何身體危險下,模擬危險的情況。逼真的虛擬世界不僅可以為遊戲玩家提供更真實的體驗,甚至可成為消防員訓練的一部分。

Lu 參考了諾貝爾獎得主、加州大學三藩市分校(UCSF)教授 David Julius 及霍華德.休斯醫學研究所(HHMI)研究員 Ardem Patapoutian 有關構成人類觸覺信號通路的詳細研究,以了解熱、冷及疼痛感覺相對應的受體工作機理。由此,Lu 的團隊使用各種化學物質,包括用山椒素(sanshool)和辣椒素來模仿溫暖的感覺、用薄荷醇提供冷感,及局部麻醉藥利多卡因(lidocaine)使皮膚麻痺,物質經由穿戴設備傳送到手及臉部皮膚,讓穿戴者感受虛擬世界中的觸感

不過 Lu 強調,化學觸覺永遠無法代替真正的觸覺。她說:「觸摸是一種非常複雜的感覺,這就是為甚麼在現實生活中,透過觸摸與我們的世界互動,是如此美妙的體驗。」化學觸覺最大目的在於增強數碼體驗,未來 Lu 希望研發出新的刺激物,或可由此營造出更複雜的感覺。