想像一下,當你過海關時,海關人員對著你的身體「比畫」,完全不用碰到你的身體,就能「感覺」你衣服裡有沒有藏違禁品(希望你沒這樣做);或者醫師檢查病人,能「隔空觸診」,這樣是不是方便多了?
以上並非狂想,而是美國國土安全部 (DHS) 底下的運輸安全管理局 (TSA)最近申請專利,正在尋求合作廠商開發的點子——可穿戴式接觸感測器(Wearable Sensor for Contactless Physical Assessment)。簡單來說,就是一個可感應物件再提供觸覺回饋的手套。
腦筋動得快的你應該會想,這款手套如果搭配VR頭顯,是不是也能讓我們「摸到」虛擬呢?就讓我們來看看它是怎麼做到的吧!

怎麼辦到的?
這款TSA觸覺手套並不複雜,硬體上共由三部分組成:
1.非接觸感應系統:透過毫米波掃描技術(Millimeter Wave Scanning)、光檢測測距(LiDAR)或背散射X光技術(Backscatter X-ray Technology),遠距離偵測物體輪廓,產生原始感應數據。
毫米波掃描技術,就是你在機場海關會看到、貌似太空艙的安檢門技術;光檢測測距(LiDAR)就更落地了,iPhone Pro系列的深度感測就是用這技術,能建立精細的3D地圖;背散射X光技術則是行李檢查機的技術進化版,能分析「反彈回來」的X光,看穿衣物和淺層物質。
2.影像輔助系統:內建攝影機,提供視覺輔助,配合感應器提升偵測精確度。
3.觸覺回饋裝置:將感應數據轉換為物理觸感,直接回饋在使用者的手部。

觸覺手套使用情境:左邊偵測到剪刀圖案和疑似物體,系統確認「是否為皮帶扣?」;右邊透過觸覺手套確認是皮帶扣,並保護被檢查者隱私,還可追蹤檢查進度。(來源: DHS S&T)
除了硬體外,還需要軟體來運算數據,並即時產生輪廓地圖,也就是把感應到的數據資料轉換成觸覺訊號。運作過程大致是「感應→運算→回饋」這三者的交互循環。
雖然原理並不複雜,但難在掃描感應到觸覺回饋之間,延遲必須極低,才有實用價值,以及如何準確還原不同材質和形狀的觸感。正因如此,這款TSA觸覺手套目前仍處於技術規畫、專利申請,招兵買馬開發廠商階段,距離真正實現還有一段距離。
不過這也延伸出一個有趣的提問,TSA觸覺手套作為虛擬世界的觸覺解決方案。
還可延伸到虛擬世界使用?
過去,我們曾介紹幾款讓人們摸到元宇宙的技術,包括Sony在SIGGRAPH 2023展示全新「增強觸覺VR控制器」,透過裝載重量移動模組,藉著重心的移動來模擬虛擬世界的觸感,同時提供震動、衝擊、感知虛擬物件形狀的回饋功能。
還有日本NTT docomo推出的「觸覺共享球」,將觸覺數據化後再現觸覺感受,再加上6G的傳輸技術,便可與他人實時共享觸感;日本穿戴技術新創公司AI Silk發明的「觸覺元宇宙手套」(Haptic Metaverse Glove),使用專利技術「LEAD SKIN」,透過偵測布料擴張、收縮時的電流阻抗變化,配合深度學習演算法來感知使用者的手部動作。
可以說,如何觸摸虛擬,提升沉浸感,一直是VR領域想解決的問題。雖然這次的TSA觸覺手套,並非為了VR開發,但官方表示可作為「虛擬實境研究和教育系統」,讓人聯想未來是不是可下放娛樂、商業使用?
例如我之前看的春魚XR音樂電影《追殺闆闆》,戴上後如果能摸到裡頭埃穆亞、熙歌等VTuber的手,或是闆闆的「魚身」(感覺黏黏滑滑的⋯⋯),一定更有趣。你呢?會不會期待有一天能摸到虛擬世界,而不只是眼睜睜的看而已?

《一級玩家》不遠了?(來源:Warner Bros. Pictures)