這是新興的全息觸覺顯示器的基礎，還可以創造出更引人注目的虛擬現實體驗，該小組的研究結果發表在《科學進展》雜志上。全息觸覺顯示器使用超聲波發射器的相控陣將超聲波聚焦在空中，允許用戶在空中徒手觸摸、感覺和操縱三維虛擬物體，而無需物理設備或接口。盡管這些顯示器在包括增強現實、虛擬現實和臨場感在內的各種應用領域有著巨大的應用前景，但它們所提供的觸感是彌散的、微弱的，就像“微風”或“一股空氣”。

科學家們使用高分辨率光學成像、模擬和感知實驗來研究觸覺全息過程中在皮膚中激發的超聲波激發波。他們發現全息顯示器在皮膚中激發出廣泛的振動模式——剪切沖擊波。科學家們解釋說，在觸覺全息中，當超聲波在空中聚焦和掃描時，會產生沖擊波，從而導致皮膚振動。

這些振動可以相互干擾，從而在某些位置放大它們的強度，這種現象被稱為相長干涉。沖擊波的形成形成了一種拖尾尾流模式，延伸到預期的焦點之外，降低了觸覺的空間精度和清晰度。

作為類比，根據研究人員的說法，如果聚焦聲束是水面上快速移動的船只，則沖擊波模式是尾隨船只的尾流。當前的全息觸覺顯示器激發了在皮膚中傳播的沖擊波模式，感覺非常分散。“我們的研究揭示了全息觸覺顯示器是一種很有前途的虛擬現實和臨場感新技術，它很需要聲學設計創新方面的新知識。”

“通過了解超聲波在皮膚中產生的剪切沖擊波的基本物理原理，我們希望改進觸覺全息顯示器的設計，使其對用戶來說更加逼真和身臨其境。這樣的觸覺顯示器可以使我們用各種各樣的虛擬物體、交互式動畫角色或可抓取的工具來增強我們的物理環境，還可以用手觸摸和感覺。”

該團隊發現了之前未知的沖擊波現象，這些現象是觸覺全息的基礎，這為創造未來的觸覺全息顯示器提供了重要的一步，該顯示器可以讓用戶在未來的元宇宙中更真實、更沉浸地進行交互。