海伯森 | 元宇宙下虛擬現實實現需要高端傳感技術的賦能制造

導讀：隨著某國際知名社交平臺更名將“元宇宙”推向了大眾視野，至今熱度仍存，近日周杰倫持有的價值超320萬元NFT愚人節(jié)被盜又將“元宇宙”拉入民眾視野。但是對常人來講，元宇宙是什么？

通常認為，《雪崩》小說里描述下的跨平臺、沉浸式的共享空間（虛擬世界），是元宇宙概念的源頭。

但元宇宙并沒有標準的定義，其可以解釋為結合現有虛擬現實技術并結合未來科技發(fā)展的想象的產物，我們所理解的元宇宙，基于物聯網和交互技術高度融合，可實現跨維的“穿越”體驗。

元宇宙產業(yè)鏈

元宇宙下的世界，除了需要高度發(fā)達的物聯網信息傳輸和人工智能學習技術的支撐，還必須建立人體與傳感識別技術交互的體表穿戴輔助，來完成沉浸式環(huán)境空間使用視覺、聽覺、觸覺等感官元素傳達真實世界的存在感，甚至模擬完整的社交環(huán)境體驗。

現有的元宇宙基礎布局主要圍繞AR/VR展開，其產業(yè)鏈包含區(qū)塊鏈、交互、電子游戲、人工智能、網絡及運算和物聯網這六大核心技術。

元宇宙的傳感交互技術要實現人機交互和萬物互聯，需要同時具備傳感器、數據集成和分析（智能中樞）促動器三大要素，傳感技術作為收集信號并發(fā)出數據的橋梁，在實現虛擬向現實邁入過程中扮演著舉足輕重的作用。

在交互技術應用中，通過結合體感、環(huán)境的傳感技術能為元宇宙用戶提供各種更加真實有效的體感，比如視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺等。

在物理世界中，如何將萬物融入進單個呈現載體（體感設備），并對主體產生的不同物理狀態(tài)傳達出對應指令，還需要物聯網技術的支持，把傳感器融合到感知層中。

要實現元宇宙這個想法，需要借助許多設備和內容，像VR、AR等技術，視覺、聽覺等硬件我們大都已經實現，然而要怎么在元宇宙里再現人的觸覺、味覺等感官呢？

味覺傳感，出于人體安全相對敏感，目前雖已初步實現用于對食品、農產品、藥品等進行味覺感官指標分析（酸甜咸辣苦等），但是直接作用于人體還需要更先進的技術和長久的時間。

而觸覺傳感技術，應用領域更為廣泛，實現進程快。“柔性時代”已然來臨，成為業(yè)內人士的共識。隨著柔性基底、金屬材料、無機半導體材料、有機材料和碳材料等技術工藝愈加成熟，作為柔性電子設備的重要組成部分，柔性傳感器正在從基礎研究向產業(yè)化方向發(fā)展。

柔性傳感器就是實現觸覺，制造“電子皮膚”的基石，利用柔性傳感器和導電體，科學家可以將外界的受力或受熱情況轉換為電信號，傳遞給機器人的電腦進行信號處理，這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚，以便實時精準的監(jiān)測出人體各項指標。

體感交互 | 柔性化生產

元宇宙的發(fā)展，通過虛擬現實技術，將為社會生活帶來一場質的改變，從AR/VR的市場經濟發(fā)展線路看，未來體感交互的市場趨向將更偏向于大眾消費層面，而大眾消費需求的多樣性決定產品功能普適、產品設計多樣。

以需定產的方式即柔性化生產，在柔性制造中，考驗的是生產線和供應鏈的反應速度，而依托于機器人和人工智能技術進步，柔性制造模式也將廣泛存在。

在工業(yè)產線上，要滿足小批量、多場景模式的生產能力，需要敏捷和精準的反應能力，只能借助特定的生產設備來完成。

就比如工業(yè)協作機器人，其具備易于編程、安裝快速、部署靈活的特點，在一些特定精密裝配、堆碼垛或工業(yè)打磨場景中，還可以集成六維力傳感器實現力控和保護的應用。

目前，國內大量工業(yè)協作機器人品牌都與海伯森保持著合作伙伴關系，海伯森的六維力傳感器可實時檢測XYZ三個方位所受到的力和力矩，具備超低溫漂、高靜態(tài)過載保護、高速采樣頻率等特點，在柔性化生產場景中應用十分廣泛。

體感交互 | 芯片制造及檢測

在工業(yè)制造領域，半導體行業(yè)是現代電子信息社會高速發(fā)展的重要支撐，其觸角延伸到了工業(yè)、消費、科研等方方面面。

半導體材料作為 IC 制造重要基材，比如芯片，當下被普遍用在了手表、手機、電腦等電子產品中，并且成為其中不可替代的一部分。

在互聯網盛行的年代，半導體的重要性已經愈來愈凸顯，未來元宇宙下的體感交互設備功能實現需要基于大量芯片的設計應用的融合。

體感交互設備與人體直接接觸，其安全性穩(wěn)定性更是需要嚴格要求，因此對芯片設計制造提出了更大的挑戰(zhàn)。

一般在芯片制作的完整過程中包括：工藝設計、晶片制作、封裝測試等環(huán)節(jié)，其中封裝測試環(huán)節(jié)中產品檢測成為重要組成部分，進行芯片檢測主要是為了盡早發(fā)現生產過程中影響產品質量的因素,防止芯片出現成批超差、返修、報廢現象的發(fā)生,它是產品工序質量控制和成本節(jié)流的一種重要方法。芯片檢測過程復雜，要求也極為精密，除了設計系統功能和產品性能校對需要驗證，在封裝測試環(huán)節(jié)中還需要借助精密的光學機器視覺產品，就比如基于光譜共焦原理的傳感器檢測設備，不受光強干擾，可以實現微米級甚至是納米級的檢測精度，在國內，海伯森研發(fā)出的高端3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列可用于芯片的外觀尺寸、形貌分析及焊錫、覆膠工藝缺陷的3D檢測，除此之外，海伯森的點光譜共焦位移傳感器HPS-CF系列可實現芯片表面輪廓、晶圓外觀缺陷、厚度的精密測量。

小結

如今各種先進概念的實現都離不開高端輔助工具或者信息載體，這也意味著離不開實體的制造和關聯傳感技術。元宇宙下的虛擬現實能不能打通這個“世外桃源”，還需更長久的時間進行科學研究，需要更急需的市場需求來支撐，至于何時實現整體的體感交互，尤其是腦機這種沉浸式進入的體驗將是未來將面臨的最大難題，高端傳感技術還需要更加深入的研究提升信息檢測傳達的效率，為制造賦能。

30年河東，30年河西，誰能說的清呢？不過時代進步，未來可期！

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