日本研究员探索非接触式技术给VR用户带来“寒冷”触觉体验

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2023-10-24

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（映维网Nweon 2025年10月24日）由日本筑波大学，东京工业大学和奈良先端科学技术大学院大学组成的研究人员发明了一种可以在虚拟现实中模拟寒冷感觉的非接触式技术。

通过结合冷空流和光线，所述发明能够在没有实际温度变化的情况下产生“寒冷”的感觉。若实现正确，这种全新的方法将能够大大增强XR用户的沉浸感。

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我们的皮肤在感知温度和周围环境方面起着关键作用。热感觉对于增强我们对世界的理解和增强我们与世界交互的能力至关重要。然而，反复暴露于相同的刺激会使我们习惯于刺激，造成难以感知新的感觉。这个过程称为“温度适应”，它会干扰我们在VR环境中切换场景时测量温度变化的能力。

所以，热感觉呈现技术的发展具有巨大的潜力，可以提供一种全新的交互方法。

传统技术通常会在系统或皮肤留下余热，影响后续的呈现。日本筑波大学，东京工业大学和奈良先端科学技术大学院大学团队的研究重点是呈现低余热的热感觉，特别是冷感觉。

为了减轻系统中余热的影响，研究人员选择了一种非接触方法，并解决了余热对皮肤的影响，可以在不显著改变皮肤温度的情况下呈现热感觉，例如“寒冷”感觉。

具体来说，团队整合了两种高度响应和独立的传热机制：冷气对流和可见光辐射，从而提供非接触式热刺激。通过在同一皮肤区域的可察觉温度下降和不可察觉温度升高之间快速交替，系统在呈现持续冷感觉的同时保持了近乎恒定的皮肤温度。

在涉及15名被试的实验中，当冷却速度为−0.2到−0.24°C/s，冷却时间比为30到50%时，超过86.67%的参与者都感到持续的“寒冷感”。

评估结果表明，系统可以在没有任何实际皮肤温度变化的情况下提供虚拟冷感，并且已经成功地复制了一种与持续皮肤温度变化相同强度的冷感觉。

相关论文：Integration of Independent Heat Transfer Mechanisms for Non-Contact Cold Sensation Presentation with Low Residual Heat

这项突破性的技术为在不改变身体状态的情况下模拟皮肤感觉提供了一个全新的可能，并有望服务于元宇宙，帮助XR大大提高沉浸感。

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