由瑞士聯邦材料科學與技術研究所、瑞士洛桑聯邦理工學院和瑞士蘇黎世聯邦理工學院組成的團隊正在為VR開發下一代的力反饋手套，從而實現一個有形的虛擬世界。據介紹，所述手套將為每個用戶量身定制，并且基本能夠通過3D打印過程自動生產。

瑞士聯邦材料科學與技術研究所、瑞士洛桑聯邦理工學院和瑞士蘇黎世聯邦理工學院正在展開一個名為“Manufhaptics（制造觸覺）”的四年項目，并由瑞士洛桑聯邦理工學院柔性換能器實驗實的赫伯特·謝（Herbert Shea）領導。

為了實現一個有形的虛擬世界，團隊希望將三種不同類型的致動器集成到手套中：

• 對于手指區域，液壓放大靜電致動器復刻物體表面的特定紋理；

• 手指關節區域的強力靜電離合器致動器可以令手套變硬并產生反向阻力；

• 第三類致動器是致動應變大和能量密度高的介電彈性體致動器DEA。DEA用于手背，它們可以令手套外皮繃緊，在所有點位實現都完美貼合。在VR體驗期間，DEA可以向手背施加壓力。

如上圖所示，Mm尺寸的液壓放大靜電致動器提供觸感和質感（左）。強力靜電離合器致動器可以阻擋手指關節，令虛擬對象感覺堅實（中間）。多層介電彈性體致動器則用于主動調整手套尺寸和進行局部壓縮（右）。

團隊指出，VR手套所需的電活性聚合物應具有類似于護手霜的稠度，以便人工肌肉可以在3D打印機中自動生產。

功能高分子材料研究小組負責人多麗娜·奧普里斯（Dorina Opris）對于電活性聚合物有多年的經驗。這位研究人員指出：“它們對電場做出反應，像肌肉一樣收縮。但它們同時可以作為傳感器，吸收外力并從中產生電脈沖。”

Manufhaptics項目為奧普里斯及其同僚研究員帕特里克·丹納（Patrick Danner）提出了新的挑戰。奧普里斯解釋道，他們一直都是通過化學合成使用溶劑生產聚合物，但現在一切都必須在沒有溶劑的情況下進行。

他們的計劃是從3D打印機疊加多達1000個精細層，并始終在電活性聚合物和導電層之間交替。奧普里斯指出：“在這樣的過程中必須避免使用溶劑。”。帕特里克·丹納（Patrick Danner）解釋了下一個難題：制作精細層所需的兩種墨水必須具有精確的一致性，而我們的項目合作伙伴、蘇黎世聯邦理工學院的簡·曼特（Jan Vermant）想要一種與護手霜性能相似的產品。”

之后，這種如同護手霜的“奶油狀”分層結構需交聯成合適的聚合物。

經過一系列的測試，帕特里克·丹納發現了一種非常具有前景的配方，可以一步制備出電活性聚合物。團隊成功地將3D打印機中的材料加工成了數層，并且總是在聚合物和電極材料之間交替。當然，目前他們尚未達到1000層，目前只有大約10層，所以3D打印機的人造肌肉尚不能令人滿意地發揮作用。

不過，奧普里斯和丹納有信心與蘇黎世聯邦理工學院的專家一起完成這項任務。對于這項為期四年的研究，團隊接下來將繼續努力，并希望最終帶來一雙基本能夠通過3D打印過程自動生產的手套，從而幫助實現一個有形的虛擬世界。