StimulHeat：一种用于虚拟现实中手部交互的低功耗可穿戴热反馈装置，采用基于热流控制回路的帕尔贴元件
系统与控制
2025-09-08 v1 系统与控制
摘要
当前，大多数为虚拟现实应用设计的可穿戴热反馈系统与标准控制器不兼容或未集成，且基于温度控制。本工作的目标是实现与现有控制器（本例中为 Valve Index 控制器）的集成，并提出一种通过控制热流而非温度来管理帕尔贴模块热刺激的替代方法。我们推出 StimulHeat，这是一种无线、低功耗的热反馈系统，基于热电装置（TED）中热量与电流注入之间的连续关系。首先，我们设计了一个优化的 TED 驱动器，能够向 TED 注入连续的双向电流，从而将其作为加热器或冷却器驱动。随后，该驱动器被实现在一块电子板上，包含温度和热流控制回路，以及用于远程控制的蓝牙低功耗接口。我们进行了机械集成，形式为一个非侵入式的控制器扩展件，可夹在 Valve Index 控制器上，以容纳 TED、温度传感器和电子元件。最后，我们展示了一项用户研究，利用 Unity 构建的虚拟环境和我们开源的软件包，验证了 StimulHeat 在虚拟现实中的可用性。
引用
@article{arxiv.2509.05020,
title = {StimulHeat: a Low-Energy Wearable Thermal Feedback Device Using Peltier Elements with Heat Flow Controlled Loop for Hand Interactions in Virtual Reality},
author = {Matthieu Mesnage and Sophie Villenave and Bertrand Massot and Matthieu Blanchard and Pierre Raimbaud and Guillaume Lavoué and Claudine Gehin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05020},
year = {2025}
}