可穿戴人机界面可以提供沉浸式多感官交互，将日常物品转化为虚拟现实和增强现实的智能触觉设备。然而，具备运动反馈的触觉可穿戴设备开发仍受限于设备的尺寸和重量，这限制了便携性和舒适性。
这里报告了一个重达18克、具备三自由度力感应和反馈功能的触觉环。该系统采用折纸风格的结构基础，提供高效且紧凑的力传递，并配备柔软的感应力感应皮肤，能够同时检测剪切力和法向力。力感皮肤通过结合具有金字塔微结构的拓扑优化激光图案层与具有四个电阻像素的层构成，这种方法确保了线性灵敏度和快速响应时间。该环由软气动执行器供能，并集成喷墨弯曲传感器，可提供高达6.5牛顿的动感力反馈。
解析探讨：
这项研究致力于解决可穿戴人机交互界面在触觉反馈领域的核心瓶颈——现有动觉反馈设备因体积重量过大而难以兼顾便携性与舒适度。研究团队创新性地开发了一款仅重18克的触觉反馈指环OriRing，其核心突破在于将三轴力传感皮肤与折纸灵感结构相结合，实现了高达6.5N的力反馈和多维触觉信号的精确捕捉。
技术路线的精妙之处体现在多层次创新：首先，通过激光烧蚀技术制备具有拓扑优化多高度金字塔微结构的传感皮肤，
配合低密度蛇形电极图案，使传感器在0-8N范围内呈现优异线性灵敏度（R²=0.971）。其次，采用折纸启发的棱柱关节设计，集成喷墨印刷弯曲传感器和软气动驱动器，构建了具备20Hz压力控制带宽的闭环控制系统。
这种硬件架构使设备在保持指尖佩戴舒适度的同时，实现了与现有动觉设备相比最高的力重比和力传感密度。
研究的颠覆性创新在于首次将多高度微结构激光加工技术与多模态传感-驱动系统集成于戒指尺寸的设备中。通过双向交互验证，用户在虚拟环境中不仅能通过指环感知物体刚度（最小可辨差阈值为±0.05N/mm），还能利用滑动手势实时调整虚拟物体属性。
这种"感知-反馈"闭环系统为元宇宙交互提供了新的技术范式。该研究的价值在于为轻量化动觉交互设备树立了新标准，其激光微加工工艺与工业制造流程高度兼容，具备大规模商业化潜力。虽然当前气动控制单元尚未实现完全无线化，但随着静音泵技术的发展，未来迭代版本有望成为真正可穿戴的沉浸式交互终端，在远程操作、医疗康复、虚拟培训等领域展现广阔应用前景。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41928-025-01515-x
