［本站讯］集成电路学院本科生于泽川以第一作者身份在Materials Futures期刊（中科院一区，IF=12.3）发表题为“Constructing the haptic interaction loop for immersive VR/AR systems”的综述论文。集成电路学院硕士研究生王承慧、卓优博士后戴子忆为共同第一作者，钱凯教授、戴子忆、山东大学齐鲁医院主任王呈为共同通讯作者，山东大学为第一完成单位。

当前，VR/AR近眼显示技术在分辨率、刷新率与视场角等核心参数上已逼近人眼生理极限，空间音频技术亦能实现高度逼真的声场重建，二者共同构建的视听环境已初步通过视听图灵测试。然而，物理交互层面的严重滞后形成了显著的感官不对称：用户能够清晰看见虚拟物体，却无法获得匹配的物理接触反馈，伸手抓取时只见画面穿透、体感完全脱节。这种“看得见、摸不着”的幽灵手（Ghost Hand）效应，不仅彻底打破用户的沉浸感与身体所有权幻觉，更是诱发VR晕动症的核心诱因之一，已成为制约元宇宙从“在线”走向“在场”的关键瓶颈。

图1 面向虚拟现实与增强现实的闭环集成柔性触觉系统，从底层传感机理、各类应用场景到未来发展展望

针对上述瓶颈，该综述跳出以往文献单一分析传感或驱动器件的局限，首次从系统工程视角构建“人—机—环境”触觉交互闭环理论框架，将触觉交互解构为输入端感知、处理层运算与输出端反馈三个环节，逐层梳理关键技术演进与整合路径。在输入端，论文系统总结了压阻与电容、磁电、光学三类柔性传感技术路线，阐释了仿生微结构如何提升灵敏度与线性度，磁电传感器的矢量特性如何实现法向力与剪切力的零串扰解耦，以及光学机制如何凭借天然电磁免疫优势保障高保真信号采集；同时针对大面积电子皮肤面临的布线瓶颈，分析了电阻抗层析成像等稀疏电极重建策略，为可扩展触觉阵列提供了低硬件复杂度的可行方案。在输出端，论文分类梳理了力觉、肤觉与热觉三类触觉复现方案，涵盖刚性并联机构与软体气动驱动的力觉反馈、基于振动渲染与真实材料切换的肤觉反馈，以及热电致动带来的热觉反馈，并客观对比了各类致动器的穿戴适配性与反馈真实度，指出当前高保真力反馈依赖笨重刚性结构与轻量化软体驱动响应带宽不足之间的核心矛盾。在处理层，论文整合深度学习与片上边缘计算架构，论证了如何通过卷积神经网络与Transformer模型提取时空特征、补偿柔性器件的固有非线性与迟滞，并依托近传感计算与存算一体技术将端到端延迟压缩至感知阈值以下，避免跨感官不同步引发的晕动症。

图2 各类广泛交互场景推动触觉技术由实验室走向实际落地验证

论文进一步依托远程操控、医疗康复与沉浸式娱乐等多类典型场景完成体系验证。在远程操控中，闭环触觉反馈可实现亚牛顿级接触瞬态的力透明传输，使操作者获得如在本地的物理临场感；在医疗康复中，多模态触觉刺激可激活躯体感觉皮层，促进神经可塑性与肌肉记忆重建；在沉浸式娱乐中，自适应触觉渲染能够将被动视听叙事转化为主动的具身体验。与此同时，综述并未回避现实挑战，而是客观梳理了功率与便携性的结构性悖论、多模态信号串扰、热—机械耦合干扰等现存工程难题，并凝练出本征解耦多功能材料、近传感智能计算、一体化集成制造与场景定制化分级优化四大前沿研究方向，为下一代VR/AR高沉浸触觉电子系统提供了从理论构想到工程落地的完整路线图。

此外，于泽川在团队指导下以第一作者完成临床压力性损伤柔性传感研究，成果发表于ACS Applied Materials & Interfaces（中科院二区，IF=8.2），研制出具备超疏水抗液体干扰特性的集成无线柔性监测设备，该创新系统采用PDMS/MWCNT互锁穹顶阵列作为传感核心，通过二氧化硅纳米喷涂构建长效超疏水界面，依靠稳定Cassie−Baxter空气层隔绝汗液、血液、创面渗出液等生物体液干扰，拥有0−1.2 MPa宽检测量程与超高压力灵敏度，历经万次循环、长时间体液浸泡后信号依旧稳定可靠；硬件端集成3×3柔性传感阵列、定制柔性电路板与蓝牙无线传输模块，配套手机终端搭载压力-时间积分风险算法，可实时生成人体压力热图并智能推送压疮预警，能够适配仰卧、侧卧、俯卧等各类卧床体位，解决传统压疮监测装备刚性笨重、贴合性差、体液干扰导致监测失真、仅能被动护理无法提前干预等临床痛点。该工作聚焦于柔性传感硬件的临床落地，与本次VR/AR触觉交互系统综述分别从器件与系统层面切入，共同覆盖了柔性电子从底层传感到上层架构的关键技术环节。

钱凯教授课题组长期聚焦集成电路材料、微纳器件及医工交叉领域研究，研究方向涵盖金属纳米材料在集成电路封装、柔性透明电极层面的应用，同时深耕脑机接口、健康监测智能传感系统与组织损伤修复相关技术研发。