香港城市大學（城大）聯(lián)合領(lǐng)導的科研團隊，最近成功開發(fā)一套嶄新人機介面操作（HMI）系統(tǒng)，能遙控機械人模仿人體動作來完成複雜任務(wù)，日後有望為新冠病毒測試進行採樣，及遙距照顧傳染病患者。

這套嶄新系統(tǒng)名為Robotic VR，以城大生物醫(yī)學工程學系副教授于欣格博士及其團隊研發(fā)的柔性電子皮膚為基礎(chǔ)，電子皮膚採用多層式設(shè)計，最底層是與人類皮膚顏色相近的彈性矽膠，柔性的黏合面可以固定在使用者的皮膚及關(guān)節(jié)上。

于博士說：「我們研發(fā)的新系統(tǒng)能夠遙控機械人執(zhí)行複雜任務(wù)。醫(yī)生可以通過佩戴HMI系統(tǒng)和VR眼鏡，體驗機械人的觸感，從而遙控機械人精確進行手術(shù)；醫(yī)護人員則可以遙控機械人去照顧傳染病患者及為病人採集生物樣本，令受感染的風險大大降低。」

研究團隊進行了不同實驗，如遙控機械臂為其他人採集咽喉拭子樣本作新冠病毒測試；遙控人形機械人去清潔房間、護理病人。團隊正在開發(fā)更先進的系統(tǒng)，希望能夠遙控機械人作鼻咽拭子採樣。

Robotic VR的每層電子皮膚之間由一系列的晶片級集成電路和傳感組件互相連結(jié)起來，當中包括電阻器、電容器、藍牙通訊模組、微控制器單元，以及由科研團隊開發(fā)的柔性傳感器和驅(qū)動器。

于博士說：「新系統(tǒng)採用的物料可拉伸，能長時間牢固地緊貼於人體皮膚甚至全身。此外，這系統(tǒng)可同時提供觸覺和視覺反饋系統(tǒng)，為使用者提供沉浸式體驗。」

HMI系統(tǒng)的主要功能是把使用者與機械人或電腦連結(jié)起來。然而，傳統(tǒng)HMI所涉及的機器都較笨重、不太靈活兼價格高昂，而且未能為使用者提供足夠的反饋，難以應(yīng)用於處理複雜的任務(wù)。

于博士相信憑藉其先進的電路設(shè)計和機械特性，Robotic VR系統(tǒng)可以遙控各種機器如無人車，傷健人士也可遙控機械人搬運重物。于博士更期望新系統(tǒng)能夠提供嶄新的方法，把人們無線連接到元宇宙中的機械人或虛擬人物。

系統(tǒng)支援三種無線傳輸方式，包括有效範圍較短的藍牙（數(shù)十米內(nèi)）、中程的Wi-Fi無線上網(wǎng)（最遠約100米）以及遠程的互聯(lián)網(wǎng)（通行全球）數(shù)據(jù)傳輸。

研究成果已刊登於學術(shù)期刊《科學進展》，題為「電子皮膚作無線人機介面用於機械人虛擬實境」。通訊作者為于博士及大連理工大學解兆謙教授，第一作者分別是城大生物醫(yī)學工程學系博士生劉一明、姚俊祺和博士後研究員黃雅博士，以及大連理工大學的宋珍女士。