超音波技術讓虛擬實境有觸感

翁振勛

由於人類的嘴唇以感官著稱，且與牙齦和舌頭是連動一起的構造，因此口腔體感覺也特別敏感，且在神經密度方面也僅次於指尖。近期卡內基Mellon大學的研究人員利用超音波的特性設計了一種實用的新方法¹，他們讓人們在虛擬世界中接收觸覺反饋。他們的系統使用空氣中的超音波在嘴唇、牙齒和舌頭上產生感覺，並且體積小、重量輕，可以結合在虛擬實鏡 (VR) 頭盔的底部。由於人們對於環境的體驗，遠不只滿足於視覺與聽覺。如何能夠將「觸覺」也加入虛擬的世界中，也成為許多科技公司爭相投入研發的關鍵技術。因此現今也有科技新創公司名為「Emerge」透過可以與 VR 頭盔配對的超音波設備，提供使用者觸覺上的即時回饋。募資中的 「Emerge wave-1」是一組 26×29.8公分的面板，放在桌子上大約就像是個電磁爐的大小，卻能在面板上方延伸到 90公分、約120度的範圍內投射超音波出來。使用者除了配對的VR頭盔，不需要再額外配戴任何手套等感測器，只要空手就能使用。設計團隊除了提供硬體設備，還有搭配應用程式，裡面包括專為此系統設計的遊戲與社交軟體。使用者可以用這套軟體遠端與朋友聊天聚會，或是開啟工作會議，最令人驚喜的差別在於，使用 Emerge Wave，使用者可以「感覺」到與朋友擊掌或握手的觸覺。

因此，如果有了觸覺的回饋的技術實現在醫療VR環境上，將最有可能首先應用在模擬手術的練習及教學上。有了力量的控制，藉由裝置回饋反應到操作用戶，可以獲得更直覺、更精準且不受干擾的互動，結合了觸覺技術和手術分析，期望使醫師能夠學到精確的技術。從技術上說，該功能未來的確是可以實現的，未來可以在各種手持裝置上提供完全的力量反饋觸覺。而復健上的應用也是未來虛擬實境結合觸覺回饋的主要應用場所之一，可以讓復健的患者更可以在虛擬實境當中感受到力量的大小及強弱，進而期望可以更有效率的復原健康狀態。

參考文獻

1. Wearable Technology Insights. (May 3, 2022). Ultrasound System Targets Mouth, Creates Virtual Reality Haptic Effect. Retrieved May 6, 2022, from https://www.wearabletechnologyinsights.com/articles/26571/ultrasound-system-targets-mouth-creates-virtual-reality-haptic-effect?stv1=1%3A441011%3A20886%E2%80%A6
2. Dean Takahashi. (January 28, 2022). Emerge brings physical touch to the metaverse. Retrieved May 6, 2022, from https://venturebeat.com/2022/01/28/emerge/

作者簡介

翁振勛 副研究員

成功大學前瞻醫療器材科技中心副研究員

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