海伯森 | 元宇宙下虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)需要高端傳感技術(shù)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(jié)合現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實技術(shù)并結(jié)合未來科技發(fā)展的想象的產(chǎn)物，我們所理解的元宇宙，基于物聯(lián)網(wǎng)和交互技術(shù)高度融合，可實現(xiàn)跨維的“穿越”體驗。

元宇宙產(chǎn)業(yè)鏈

元宇宙下的世界，除了需要高度發(fā)達的物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸和人工智能學習技術(shù)的支撐，還必須建立人體與傳感識別技術(shù)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(xiàn)有的元宇宙基礎布局主要圍繞AR/VR展開，其產(chǎn)業(yè)鏈包含區(qū)塊鏈、交互、電子游戲、人工智能、網(wǎng)絡及運算和物聯(lián)網(wǎng)這六大核心技術(shù)。

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

在交互技術(shù)應用中，通過結(jié)合體感、環(huán)境的傳感技術(shù)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(xiàn)載體（體感設備），并對主體產(chǎn)生的不同物理狀態(tài)傳達出對應指令，還需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，把傳感器融合到感知層中。

要實現(xiàn)元宇宙這個想法，需要借助許多設備和內(nèi)容，像VR、AR等技術(shù)，視覺、聽覺等硬件我們大都已經(jīng)實現(xiàn)，然而要怎么在元宇宙里再現(xiàn)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(xiàn)用于對食品、農(nóng)產(chǎn)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(shù)和長久的時間。

而觸覺傳感技術(shù)，應用領域更為廣泛，實現(xiàn)進程快。“柔性時代”已然來臨，成為業(yè)內(nèi)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(shù)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(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

柔性傳感器就是實現(xiàn)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(zhuǎn)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(chǎn)

元宇宙的發(fā)展，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將為社會生活帶來一場質(zhì)的改變，從AR/VR的市場經(jīng)濟發(fā)展線路看，未來體感交互的市場趨向?qū)⒏蛴诖蟊娤M層面，而大眾消費需求的多樣性決定產(chǎn)品功能普適、產(chǎn)品設計多樣。

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

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

就比如工業(yè)協(xié)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(xiàn)力控和保護的應用。

目前，國內(nèi)大量工業(yè)協(xié)作機器人品牌都與海伯森保持著合作伙伴關(guān)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(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)品中，并且成為其中不可替代的一部分。

在互聯(lián)網(wǎng)盛行的年代，半導體的重要性已經(jīng)愈來愈凸顯，未來元宇宙下的體感交互設備功能實現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)生產(chǎn)過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素,防止芯片出現(xiàn)成批超差、返修、報廢現(xiàn)象的發(fā)生,它是產(chǎn)品工序質(zhì)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(tǒng)功能和產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)微米級甚至是納米級的檢測精度，在國內(nèi)，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(xiàn)芯片表面輪廓、晶圓外觀缺陷、厚度的精密測量。

小結(jié)

如今各種先進概念的實現(xiàn)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(guān)聯(lián)傳感技術(shù)。元宇宙下的虛擬現(xiàn)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(xiàn)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(shù)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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