觸覺回饋技術在2015年主要由諸如智慧型手機和平板電腦等消費電子設備的應用所推動。幾乎所有的智慧型手機和平板電腦都會內置觸覺回饋，而這個趨勢已經延伸到可穿戴式設備，比如智能手錶和智能腕帶。預計未來觸覺回饋的市場也會由其他領域的需求所驅動，如遊戲、汽車、醫療保健等。根據Markets & Markets全球性的市場調查最新報告，到2022年觸覺反饋技術市場規模將達195.5億美元。主要因素有：①消費電子設備例如智慧型手機和平板電腦等，開始採用觸覺回饋功能；②遊戲主機對觸覺回饋日益增長的需求；③觸覺回饋應用在醫療和汽車領域的潛在市場。
觸覺回饋技術以觸控面板為主要導入介面，由於觸覺議題敏銳複雜又多樣化，個別所創造出來的觸覺感對使用者的觸覺感受是有所差異的。利用電場式、電刺激、超音波與微流液體等產生非機械振動之觸覺致動設計，這些技術產品開發業者之原理規格與優/缺點比較如表一所示。
表一、非振動之觸覺回饋技術產品之說明比較
撓性致動材料—電活性聚合物
電活性聚合物(EAP)是能夠以電致驅動產生機械物理的材料，這類聚合物材料在受到電刺激後產生微小的形變。EAP材料在致動器領域應用的優勢為具有高能量密度、快速回應時間、體積小、易控制、低功耗、可撓度、可整合感測和致動功能；然而有些類的材料驅動電壓過高（需數百伏特）且輸出力道太小，因此尚需要在這類材料上投入更多的開發。EAP材料就其驅動機制可分為①乾式電子式與②濕式離子型兩大類，前者透過電場誘導產生電致伸縮，後者藉由離子傳遞及擴散達到材料彎曲。
1. 電子式電活性聚合物
電子式EAP在電場作用下直接由電場驅動產生變形，庫侖力誘導產生電致伸縮效應以及靜電、壓電和鐵電效應，而且這種材料直接將電能轉化為機械能，在直流電場作用下產生誘導位移，可以在自身的縱向伸長或收縮，但是需要較高的驅動電場。電場型EAP的主要驅動機制有三種：①壓電效應(Piezoelectric Effect)，該效應存在於壓電晶體和鐵電材料中；②電致伸縮效應(Electromechanical Effect)，存在於所有的介電材料中；③馬克士威應力效應(Maxwell Stress Effect)，應力引起的應變近似與驅動電場強度平方成正比，對於可撓性的聚合物，在高電場的驅動下，馬克士威應力會導致相對大的應變。
(2) 鐵電聚合物
鐵電聚合物(Ferroelectric Polymer)主要存在於壓電效應，為具有自發極化的聚合物，在外界電場的作用下，自發極化方向將擇優取向成為有規則的排列從而產生形變，圖五為在極化鐵電材料中施加電場時的應變示意圖。
圖五、極化鐵電材料中施加電場時的應變示意圖
3. 電子式與離子型的電活性聚合物之比較
總體而言，離子型EAP的驅動電壓低(1~5 V)，靠電流通過材料的電化學反應，產生大幅度變形，由於離子型EAP是靠正負離子的移動和擴散產生機械形變的機構，離子型EAP的表面需保持潤濕，而且離子型EAP的響應速度一般較電子式EAP慢很多。乾式電子式EAP可以在一般空氣環境中工作，響應速度快，有較強的機械力輸出，主要缺點是驅動電壓(~150 V/m)較高，需要的模組驅動裝置設計較為複雜，而且受到材料相變玻璃轉化溫度的影響，不能在低溫下工作。表四是兩類EAP材料的性能比較。
IDTechEx報告對目前常用電活性致動材料之評估如表五所示。以功效矩陣檢視並比較不同EAP實用上的最大應變、壓力、效率、驅動電場和循環時間，顯示目前鐵電聚合物材料較為適用在…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：陳一誠、潘信宏、簡仁德 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」368期，更多資料請見下方附檔。