可以透過「觸覺」傳遞氛圍等資訊——日本產業技術綜合研究所的研究組長小林健和主任研究員竹下俊弘等人與歐姆龍公司共同開發出了輕而薄的薄膜狀振動器件，可以傳遞遠方的情況等。該器件透過振動再現觸覺。到2030年前後或許可以在不直接接觸的情況下獲得實際觸摸的感覺，由此能更真實地感受遠方的資訊。
2030年的一天，您遠程交換時參加遠程會議，與同仁和上司就新產品的宣傳方法展開了激烈的討論。透過手中滑鼠的振動，可以感受到顯示螢幕另一端的同伴們開心或生氣的樣子。振動傳遞出了宛如面對面參加會議一樣的臨場感，由此進行了更加富有成效的討論。
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觸覺再現技術的歷史 |
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1940年代 |
美國開始研究傳遞觸覺的技術，但以失敗告終 |
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1952年 |
美國阿貢國家實驗室在論文中指出觸覺傳遞技術的重要性 |
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1989年 |
美國伊利諾伊大學發表關於觸覺傳遞的重要論文 |
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2002年 |
慶應義塾大學的大西特任教授等人確立觸覺傳遞技術 |
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2015年 |
iPhone配備感測壓力並回饋觸覺的技術 |
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2030年前後 |
透過再現細微的觸覺詳細傳遞遠方的資訊 |
研究團隊此次開發的薄膜狀振動器件是層疊了硅和金屬超薄電極等形成的。尺寸約爲5毫米見方，厚度爲7微米（1微米爲100萬分之1米），既小又薄。利用MEMS（微電子機械系統）技術成功地使壓電陶瓷實施了超薄化。
該器件可以接收表示影片中顯示的遠方所發生的情況的資料，並將其轉換爲振動。透過改變振動模式式等，能詳細進行再現。透過觸摸嵌入該器件的設備，可以感受到遠方的現場氛圍。
目前，利用振動等再現觸覺的「Haptics」技術備受關注，已被用於遊戲機的控制器和智慧型手機等。該技術利用具備特殊形狀偏心錘的偏心馬達以及可將電訊號轉換爲運動的壓電陶瓷再現振動。不過，由於部件尺寸較大，可以利用的場所有限，也很難排列多個器件。
實驗應答，新開發的薄膜狀器件即使彎曲也能發出足以檢測到的振動（圖片由產綜研提供）
此次開發的薄膜柔軟，可應用於曲面等以前難以應用的場所。爲了將振動作爲更真實的觸覺傳遞給皮膚，研究團隊設法增加了薄膜振動時的變化半徑（位移）。
另外，還透過進行高精度的類比，發現並設計了使振動最大化的條件等。在實驗中，電壓爲10伏時，位移爲11微米。指尖能感測到大約1微米的運動，因此這個位移半徑是足夠大的。
研究團隊排列4枚新開發的薄膜，測試了指尖對不同振動模式式的觸覺識別情況。結果顯示，透過調整電壓及改變振動模式式，可以表現不同的場景和氛圍。另外還發現，在彎曲狀態下也可以感覺到振動，可用於曲面。
首先計劃將新開發的薄膜嵌入可穿戴器件和平板終端機等。小林研究組長表示，「可以遠程傳遞的資訊增多將會產生巨大的影響」。目前面臨的課題是如何進行訊號處理才方便利用振動傳遞遠程資訊等。
有望保留「熟練的手工技術」
與透過振動等單向傳遞觸覺的Haptics技術相比，日本慶應大學特任教授大西公平等人正在研究的「Real Haptics」技術進一步升級，實施了雙向傳遞觸覺。利用這項技術，使用機械等抓取物體時可以遠程再現人類本來就能感受到的硬度和軟度等感覺。
人類抓取物體時會無意識地調整自己的力道。這種調整在透過位置控制運行的工業機械上很難實施。大西教授等人着眼於人類接觸物體時的力道和速度，開發出了獨特的演算法，使機械也能再現人類的觸覺和力道。
慶應大學的校辦初創企業Motionlib等將大西教授的演算法製成了可以嵌入機械等使用的IC晶片。將其用於工業機械時，即使是容易損壞的物體也能輕鬆抓取。
食品和服裝等製造業很難利用機械作業，需要手工操作的作業比較多。採用該技術的工業機械如果能普及，不僅有助於解決勞動力不足的問題，「還可以保留熟練的手工技術」（大西特任教授）。
日文：鈴木遊哉、《日經產業新聞》，2021年3月26日
中文：JST客觀日本編輯部
