Meta Reality Labs研究：如何提高元宇宙的人机交互响应速率，实现对软体机器人的精密控制

伴随第四次工业革命的浪潮，元宇宙正以前所未有的方式重新塑造人类与空间之间的互动关系。在这一过程中，交互技术、云计算、区块链等前沿技术的综合应用，不仅构筑了通往元宇宙的桥梁，而且催生了虚拟与现实之间无缝融合的新型交互模式。3D打印技术作为这一生态体系中的关键一环，以其独特的魅力和潜力，将虚拟模型转化为实体物品，实现了交互方式的创新、建筑与场景的再现，乃至生物组织和器官的打印，从而极大地丰富了元宇宙的内涵，使之变得更加真实可感。

软体机器人在增强现实（AR）眼镜和虚拟现实（VR）耳机等设备中的应用也日益增多。软体机器人就是模仿自然界中的软体动物柔软结构和运动方式，基于柔性材料制造出的一种新型机器人。它具备无限自由度和连续变形能力等特性，对于传统机器人无法到达或正常工作的特殊环境有着极强的适应能力，柔软的构型材料使机器人具备更强的人机交互能力，使其在光学与显示技术、触觉交互、全身运动追踪、感知科学以及远程呈现等多个方面有着广阔应用空间。

Mordor Intelligence研究显示，2024年全球软机器人市场规模预计为1.49亿美元，预计2029年估值将达到6.53亿美元，2024-2029年的年复合增长率为34.45%。

据Statista的最新研究，2024年全球元宇宙市场规模预计将达到74.4亿美元，而到2030年，这一数字预计将增长至507.8亿美元。作为元宇宙领域的领先企业，Meta Reality Labs汇聚了一个由研究人员、开发人员和工程师组成的世界级团队，他们携手共创AR和VR的未来，致力于改变人类的工作、娱乐和连接方式。目前，该团队正在开发实现突破性的AR眼镜和VR耳机所需的所有技术。

在软体机器人研究中，流体逻辑电路通过消除系统中沉重的组件，简化了软体机器人系统的设计，且能够在与电子设备不兼容的各种恶劣环境中进行操作。然而，流体逻辑电路虽然在环境适应性和系统设计上展现出优异的灵活性，但其计算能力仍受限制，反应时间可能长达数秒。

来自Meta Reality Labs的团队提出了一种针对开关速度进行优化的多功能四端晶体管。通过优化，该晶体管可实现更短的开关时间、更少的组件数量和更高的可重复性，可用于复杂射流电路的控制中，实现对软体机器人的精密控制。

在本项研究中，所有晶体管外壳部件均选用了摩方精密的TOUGH树脂材料，并利用摩方精密3D打印系统进行制备(microArch® S240，精度：10 μm)。

图1 四端流体晶体管

相关研究成果以“High- speed fluidic processing circuits for dynamic control of haptic and robotic systems”为题发表在国际著名期刊《Science Advances》上。

3D打印技术的融入为元宇宙的构建注入了新的活力。在虚拟世界的构建中，这项技术不仅能够提高交互的响应速率，还能够根据用户需求精确地复制虚拟模型，从而在元宇宙中营造出更加贴近现实、更具个性化的体验环境。

可见，在未来，利用3D打印技术，尤其是超高精密微纳3D打印，为元宇宙塑造的全新范式提供更多场景化、颠覆性的体验，为人与人之间的连接打造更多元的互动方式，将为人类社会的进步贡献更大的力量。

原文链接：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adl3014