Science Advances：一种多功能软变形和触觉显示器

01 内容概览现有技术缺点无法主动将变形的表面重新配置为各种 3D 形状。设备庞大复杂：机械装置依赖线性致动器和刚性结构，阻碍其小型化和实用性。功能单一：现有软材料驱动方案通常只能变形，缺乏多模态触觉反馈，难以满足复杂交互需求。变形速度慢：许多技术难以实现快速的表面几何重构。文章亮点创新驱动器设计使用结合PVC凝胶复合材料、介电液体和电极阵列的电液驱动器，创新性地控制液体流动，实现快速形状变形。PVC凝胶具备高介电常数和柔性弹性，可通过电场引导液体动态迁移，生成无缝3D形状。高性能表现形状变形速度仅需45 ms，平面外变形达2.5 mm。输出力强劲，最大振动力为2.4 N，频率范围宽达0.1–300 Hz。多模态触觉反馈提供动态触觉模式和振动，支持变形表面上的定位触觉纹理感知。静电拉链技术增强了触觉精确性和可控性。轻薄与灵活性：设备框架轻薄紧凑，便于应用在柔性界面和小型化设备中。应用场景人机交互界面：增强虚拟现实和增强现实中的触觉反馈，提升用户体验。助视设备：为视障人士提供触觉信息显示，例如地图或文字感知。机器人技术：在机器人抓取和操控物体中提供快速响应和复杂几何形变能力。医疗培训：模拟人体组织的触觉和形态变化，用于外科手术培训。娱乐和教育：用于互动游戏、动态模型展示和教学工具。总结本文提出了一种基于电液驱动的多功能软变形和触觉显示技术。通过独特的PVC凝胶复合材料和介电液体组合，该设备能够快速、高效地变形为多种3D形状，同时提供动态触觉反馈。其创新的静电拉链控制技术解决了现有技术的分段化和慢速问题，实现了轻薄化设计，并具备高输出力和精准触觉感知的能力。实验还展示了该技术在机器人操控中的潜力，尤其是通过液体流动惯性实现高速物体操作。这项研究为复杂交互系统中的触觉界面设计提供了重要突破，具有广泛的应用前景。文章名称：Dynamicall