电子皮肤指北传感器为人类提供磁感知

虽然鸟类可以自然地感知地球磁场并利用它进行定位，但人类迄今为止还没有接近复制这一壮举-至少到目前为止。德国Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的研究人员开发了一种具有磁敏感性的电子皮肤(e-skin)，这种皮肤足够敏感，可以检测并数字化地球磁场中的身体运动。由于这种电子皮肤极薄，可塑性强，可以很容易地附着在人体皮肤上，形成指南针的仿生类似物。这不仅可以帮助人们解决方向问题，还可以促进虚拟和增强现实中与对象的交互。该结果发表在《自然电子学》杂志上。

只要向左滑动你的手，屏幕上的虚拟熊猫就会开始向左下方移动。右手滑动可以让黑白动物面向相反的方向。这个演示让人想起电影《少数派报告》中的著名场景，主角汤姆克鲁斯除了手势之外，还控制着一台电脑。16年前的科幻现在变成了现实，这要感谢Denys Makarov博士和他的HZDR研究团队。无论是厚重的手套、厚重的眼镜还是复杂的摄像系统都无法控制熊猫的路径。所需要的只是一层聚合物薄膜，厚度不超过千分之一毫米，附着在手指上——以及地球的磁场上。

“这个箔片配备了一个磁场传感器，可以拾取地磁场，”主要作者GilbertSantiagoCan bermdez说。“我们谈论的是40到60微特斯拉——比典型冰箱磁铁的磁场弱1000倍。”这是高度兼容电子皮肤的首次演示，它可以通过与地磁场的交互来控制虚拟物体。之前的演示仍然需要使用外部永久磁铁：“我们的传感器使佩戴者能够不断确定他相对于地球磁场的方向。因此，如果他或传感器的身体部位改变了方向，传感器就会捕捉到运动，然后传输并数字化，在虚拟世界中运行。”

就像一个普通的指南针。

该传感器是一种超薄的坡莫合金带，一种磁性材料。其工作原理就是所谓的各向异性磁阻效应。“这意味着这些层的电阻将根据它们的方向而变化，”Can bermdez解释道。为了使它们与地球磁场特别对齐，我们用导电材料板装饰这些铁磁条，在这种情况下是金，以45度角排列。所以电流只能流向外磁场。在这个角度，它会改变传感器的响应，使其在非常小的磁场周围最敏感。传感器指向北方时电压最强，指向南方时电压最弱。“研究人员进行了户外实验，以证明他们的想法在实际环境中是有效的。

使用连接到他食指的传感器，用户从北方开始，首先到西方，然后到南方，然后回来-导致电压相应地上升和下降。显示的基本方向与用作参考的传统罗盘上显示的方向相匹配。“这表明我们可以开发出第一个柔软超薄的便携式传感器，它可以重现传统指南针的功能，并为人类提供人工磁感应，”贝穆德斯说。但这还不是全部。研究人员还可以将该原理转移到虚拟现实中，并使用他们的磁传感器来控制计算机游戏引擎Panda3D中的数字熊猫。

在这些实验中，指向北方对应于熊猫向左移动，指向南方对应于向右移动。当手在左边，也就是磁北的时候，虚拟世界里的熊猫就开始往那个方向移动。当它向相反的方向滑动时，动物会转身。“我们能够将现实世界中的地磁刺激直接转移到虚拟场，”丹尼斯马卡罗夫总结道。由于传感器可以承受极端的弯曲和扭曲而不丧失功能，研究人员发现，其传感器实际应用的巨大潜力不仅仅是一种访问虚拟现实的方式。“例如，心理学家可以更准确地研究磁感知对人类的影响，而无需笨重的设备或繁琐的实验设置，

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