通过巧妙地利用磁场，来自赫姆霍兹-德累斯顿-罗新多夫中心(HZDR)和林茨约翰内斯-开普勒大学的科学家们开发出了第一个可以同时处理非触摸和触觉刺激的电子传感器。由于各种刺激信号的重叠，以前的尝试到目前为止还未能将这些功能结合在一个设备上。由于该传感器易于应用于人体皮肤，可以为虚拟现实和增强现实场景提供无缝交互平台。
人体最大的器官——皮肤——可能是身体功能最丰富的部分。它不仅能够在几秒钟内区分最多样的刺激，而且还可以在很宽的范围内对信号的强度进行分类。HZDR离子束物理与材料研究所的Denys Makarov博士领导的研究团队，以及林茨大学的Martin Kaltenbrunner教授领导的软电子实验室，已经成功地生产出了具有类似特性的电子产品。根据科学家们的说法，他们的新传感器可以极大地简化人与机器之间的相互作用，正如丹尼斯·马卡洛夫解释的那样:“虚拟现实中的应用正变得越来越复杂。因此，我们需要能够处理和区分多种交互模式的设备。”
然而，目前的系统要么只能通过记录物理接触来工作，要么以一种非接触的方式来跟踪物体。现在，这两种交互方式第一次在传感器上结合，科学家们称之为“磁性微机电系统”(m-MEMS)。该出版物的第一作者、HZDR的金戈博士说:“我们的传感器处理不同区域的触觉和触觉互动的电信号，通过这种方式，它可以实时区分刺激的来源，并抑制来自其他来源的干扰影响。”这项工作的基础是科学家们提出的不同寻常的设计。
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所有表面的灵活性
在一层聚合物薄膜上，他们首先制造了一种磁性传感器，这种传感器依赖于所谓的巨磁电阻(GMR)。这个薄膜又被一个硅基聚合物层(聚二甲基硅氧烷)密封，该聚合物层包含一个圆形的腔体，以精确地对准传感器。在这个空隙中，研究人员整合了一个具有金字塔状尖端的可弯曲永磁体。Makarov评论道:“其结果是让人想起带有光学装饰的保真薄膜。”“但这正是我们传感器的优势之一。”这就是它保持如此灵活的原因:它完美地适合所有环境。即使在弯曲的条件下，它也能正常工作。因此，传感器可以很容易地被放置，例如，在指尖上。
科学家们正是用这种方式来测试它们的发展。金戈解释道:“我们在雏菊的叶子上安装了一个永磁体，它的磁场指向与我们平台上的磁铁相反的方向。”当手指靠近这个外部磁场时，GMR传感器的电阻会发生变化:它会下降。这个过程一直持续到手指实际接触到叶子的那一点。此时，它突然上升，因为内置的永磁体被压得更靠近GMR传感器，从而叠加了外部磁场。金戈说:“这就是我们的m-MEMS平台如何在几秒钟内实现从无接触到触觉互动的明显转变。”
点击而不是点击，点击，点击
这使得传感器可以选择性地控制物理和虚拟物体，正如该团队所做的一项实验所证明的那样:物理学家在一块装有永磁体的玻璃板上投射虚拟按钮，这些按钮可以控制真实的条件，比如室温或亮度。首先，科学家们可以通过与永磁体的互动，在不接触的情况下选择所需的虚拟功能。手指一触碰平板，m-MEMS平台就自动切换到触觉交互模式。例如，可以使用轻压或重压来相应地降低或提高室温。
研究人员将以前需要多次互动的活动减少到一次。“这听起来像是一小步，”Martin Kaltenbrunner说。“然而，从长远来看，可以在这个基础上建立人与机器之间更好的界面。”这种“电子皮肤”——除了虚拟现实空间之外——也可以用于无菌环境。外科医生可以在手术过程中使用传感器来处理医疗设备，而无需接触它，这将减少污染的危险。
