触觉作为人类与外界联系的核心感官,与视觉和听觉同样重要。触觉反馈技术的出现,弥补了视觉和听觉在某些场景中的不足,通过物理刺激让用户感知虚拟或远程环境中的触觉体验。随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的飞速发展,触觉反馈技术的应用边界从最初的简单信号提示到如今的逼真虚拟触觉模拟,正成为沉浸式人机交互的关键技术之一。

近年来,触觉反馈系统经历了从传统刚性设计到柔性、轻量化、可穿戴形式的重大转型。这种转型不仅提升了设备的便携性和舒适性,还使其更贴合人体皮肤,带来了更高的真实感和沉浸感。然而,目前的穿戴式触觉反馈设备仍面临一系列挑战,例如触觉分辨率低、反馈模式单一以及在模拟复杂触觉感知时的逼真度不足。

这些问题的核心在于对变形材料和结构的研究尚未充分深入。现有材料和结构在快速响应、高负载力、机械稳健性及复杂变形适应性等方面仍存在诸多限制,这直接影响了设备在高精度和高保真度应用中的表现。

近日,香港城市大学于欣格教授团队Zhenlin Chen等联合复旦大学黄雅教授在Nature Reviews Materials上发表综述文章,提出了一套系统化的评价框架,用于分析和比较不同材料和结构的性能。该框架综合考虑了触觉反馈设备在位移幅度、驱动力、方向感知、振动频率、空间分辨率、安全性和柔顺性等多维度的表现。
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第一作者:Zhenlin Chen, Ya Huang

通讯作者:Ya Huang, Dong Sun & Xinge Yu 

通讯单位:香港城市大学,复旦大学

Deformable materials and structures in wearable haptic interfaces. 
可穿戴触觉界面中的可变形材料与结构

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图1:真实世界和虚拟世界中触觉交互的示意图。

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图 2:触觉感知和评估指标示意图。

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图 3:可变形材料的性能指标。

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 4:可变形结构的性能指标。

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 5:触觉反馈设备的发展前景。
基于提出的系统化的评价框架,综述文章讨论了目前触觉反馈系统中的可变形材料和创新结构设计。变形材料能够响应外部刺激产生形变,是触觉设备性能的核心决定因素。目前广泛研究的材料包括压电材料、形状记忆材料、液晶弹性体和磁性复合材料等。除了材料的进步,触觉反馈设备的性能还高度依赖结构设计的创新。流体驱动结构,电磁结构,层状结构等可以提供精确的局部触觉刺激。通过整合这些结构设计与先进材料,触觉设备的性能和应用领域将进一步拓展。
还探讨了触觉反馈技术的应用场景,从简单的信号指示器到复杂虚拟现实应用。基础应用如信号指示器主要通过简单的振动或压力反馈传递预定义信息,而增强型触觉反馈则通过多维度的可编程刺激支持更复杂的交互需求,例如盲文阅读和远程手术。触觉反馈的终极目标是实现完全沉浸式的触觉体验,重现真实世界中的触觉感知,包括纹理、弹性、方向力和温度等多模态感知。这对触觉设备在驱动力、分辨率、响应速度和多自由度交互能力等方面提出了更高的要求。

尽管柔性触觉反馈系统能量效率低、驱动电压高、机械强度与柔性的平衡、复杂制造工艺的可扩展性以及热触觉与机械触觉的集成等问题,仍是当前研究的重点方向。触觉反馈技术的终极目标是实现完全沉浸式的交互体验,重现真实世界中的多模态触觉感知。需聚焦于开发低功耗、高效的柔性驱动材料,并通过集成热触觉与机械触觉。

文献链接
Chen, Z., Huang, Y., Zhang, B. et al. Deformable materials and structures in wearable haptic interfaces. Nat Rev Mater (2026). https://doi.org/10.1038/s41578-025-00877-0
本文译自Nature。
部分参考了WEST可穿戴电子

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一、拟邀议题

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2
机器人市场规模与投资趋势分析
3
新一代动力系统与高性能驱动技术
4
AI 驱动下的人形机器人感知系统进化
5
人形机器人本体结构与轻量化材料创新
6
服务与陪伴机器人市场现状与前景
7

医疗康复与养老护理场景的机器人解决方案

8
人形机器人软件架构与控制算法最新进展
9
高精度谐波减速器与滚柱丝杠供应商创新与国产替代 
10
AI 芯片与机器人“大脑”供应商在产业链中的角色
11

电机驱动器与控制模块的供应链整合

12

高性能执行器用磁性材料与精密机械加工件供应链

13

高性能 UHMW‑PE 纤维材料在腱驱动系统中的产业化进展

14

电子皮肤与力觉传感器供应链创新案例

15
柔性聚酰亚胺(PI)膜及导电聚合物在电子皮肤中的关键作用
16
IMU+视觉融合传感器模块供应链优化
17
触觉传感器阵列中柔性电极与导电材料的产业化路径
18
谐波减速器核心钢材与热处理材料供应链竞争格局
19
高频连接器材料(LCP 等高性能聚合物)在机器人电子系统中的应用
20
基于 AI 视觉系统的软件/传感器协同设计与开源生态对供应链的影响

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三、报名方式

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