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 ;從虛擬現實(shi)、康復治療到(dao)人(ren)(ren)機通信，觸(chu)(chu)覺(jue)技術改變了(le)(le)人(ren)(ren)類與數(shu)字(zi)世界(jie)(jie)互動的方式。雖然(ran)早期(qi)的觸(chu)(chu)覺(jue)感知設(she)備主要借助振動提(ti)供觸(chu)(chu)覺(jue)，但技術進步為多觸(chu)(chu)感設(she)備打下了(le)(le)基礎。這些設(she)備融(rong)合(he)了(le)(le)振動、皮膚拉伸、壓(ya)力和溫度等多種觸(chu)(chu)覺(jue)感知形式，在虛擬世界(jie)(jie)中搭建起真實(shi)的觸(chu)(chu)覺(jue)橋(qiao)梁。

開啟多維觸感新紀元

美(mei)國萊斯大(da)(da)學機械(xie)工程學教授(shou)瑪(ma)西婭·奧瑪(ma)利在(zai)近期刊登(deng)于《自然(ran)(ran)綜述：生(sheng)物工程》雜志(zhi)的(de)論文中(zhong)表(biao)示(shi)，傳統可穿戴(dai)觸覺(jue)設(she)備大(da)(da)多(duo)依賴于振(zhen)動(dong)來模擬觸摸感覺(jue)。然(ran)(ran)而，隨著(zhu)傳感和(he)驅動(dong)技術不斷(duan)取得進(jin)(jin)步，可穿戴(dai)設(she)備正向(xiang)多(duo)觸感領域進(jin)(jin)發，為(wei)用戶提(ti)供更豐富的(de)體驗(yan)，從而彌合人機數(shu)字交互之間的(de)鴻溝。多(duo)觸感反饋意味(wei)著(zhu)設(she)備能(neng)同時向(xiang)用戶提(ti)供多(duo)種(zhong)類型(xing)的(de)觸覺(jue)刺(ci)激，比如壓力、皮膚(fu)拉伸(shen)等。

例如(ru)，美國(guo)斯坦福大學和(he)麻省理工學院(yuan)科學家攜手設計出一款名為Haptiknit的針(zhen)織袖套，利(li)用(yong)基于壓力的感知來模擬(ni)多種觸(chu)覺，為可穿戴(dai)設備開辟了新的可能。

Haptiknit通過結合柔(rou)軟織物與小型氣(qi)(qi)動(dong)系統，能為用戶提供真實的(de)(de)壓力(li)感(gan)(gan)。相(xiang)比振動(dong)裝(zhuang)置(zhi)，用戶對Haptiknit的(de)(de)壓力(li)反饋(kui)定位更(geng)加準確(que)：他們(men)能更(geng)好地分辨出(chu)(chu)單個觸點的(de)(de)位置(zhi)。此外，內置(zhi)的(de)(de)執行器以不同速度連(lian)續充氣(qi)(qi)時，還能模(mo)擬出(chu)(chu)連(lian)續撫摸的(de)(de)感(gan)(gan)覺，給用戶帶來更(geng)加愉悅的(de)(de)體驗。

美國西北大(da)學則研制出一款(kuan)僅有(you)指尖大(da)小(xiao)的新型(xing)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備，其通(tong)過全自由度致(zhi)動(dong)器、藍牙連接和微型(xing)電池(chi)，無線模擬多(duo)種觸(chu)覺(jue)體驗，如振動(dong)、拉伸、壓力(li)、滑動(dong)和扭(niu)動(dong)等，有(you)望改(gai)變虛擬現實中的觸(chu)覺(jue)感(gan)知。

發表在《科學》雜志的(de)論文指出，這款裝置(zhi)旨(zhi)在利用(yong)微型(xing)磁鐵與線(xian)圈產生的(de)磁場，激活皮膚內不(bu)同深度的(de)機械感受器，為用(yong)戶提供相比傳統振(zhen)動(dong)馬達(da)更(geng)豐(feng)富的(de)觸覺。

解鎖人(ren)機交互更多可能(neng)

可(ke)穿(chuan)戴多(duo)觸感設(she)備有(you)望在醫療保健、機器(qi)人以(yi)及沉(chen)浸式虛(xu)擬體驗等領域發揮(hui)重要作用(yong)。

例如(ru)，在(zai)虛擬現實和(he)增(zeng)強現實中，此(ci)類(lei)設備可通過讓用(yong)戶感受(shou)數字(zi)對象(xiang)來(lai)增(zeng)強沉浸(jin)感，從而改(gai)善(shan)游戲、培訓(xun)(xun)模擬和(he)教(jiao)育體驗(yan)。在(zai)醫療保健和(he)康復方面，此(ci)類(lei)設備如(ru)果用(yong)于運動技能訓(xun)(xun)練、中風后(hou)康復等，有助于增(zeng)強患者(zhe)(zhe)與周圍環境(jing)的(de)互動。另外，這些設備內置的(de)輔助技術(shu)和(he)應用(yong)程序(xu)可利(li)用(yong)觸覺界面，將聽覺或視覺信息轉(zhuan)換為基于觸摸的(de)信號，從而幫助視障或聽障患者(zhe)(zhe)。

西(xi)北大(da)學研發的新設(she)備不僅(jin)可用于“觸(chu)摸”材質(zhi)質(zhi)感，給顧客提供(gong)(gong)更(geng)好(hao)的在線購物體(ti)驗，還(huan)能為遠程醫療保(bao)健(jian)提供(gong)(gong)觸(chu)覺反(fan)饋，將音樂轉(zhuan)化(hua)為物理觸(chu)感從而使(shi)聽障人士能夠“感受”音樂，甚至(zhi)能幫助視(shi)障人士識別周圍(wei)環境。

Haptiknit研(yan)制團隊也考慮將其集成(cheng)到(dao)輔助(zhu)(zhu)設備中，幫助(zhu)(zhu)人們進行康復(fu)訓(xun)練或改善日常移(yi)動能(neng)力。

遠程操作和機器人技術也將從中受益(yi)。能提供多觸(chu)感反饋(kui)的遙控(kong)機器人系統使用(yong)戶能從遠處“感覺”物體，從而提高(gao)機器人手術等精細任務的精確(que)度。

精密性與實用性仍待提升

不過，科(ke)學家(jia)也(ye)表示，確保此類設備在技術精密度、用戶舒適度以及實(shi)用性之間取得微妙(miao)平衡，仍有較長的(de)路要(yao)走。

首先(xian)，需(xu)要對人(ren)類(lei)觸覺(jue)有更深入的了解。觸覺(jue)技術之所以在(zai)豐(feng)富性和真實感方面落(luo)后(hou)于(yu)視頻(pin)和音頻(pin)，部分(fen)原因在(zai)于(yu)皮膚接觸機制(zhi)極其(qi)復雜，皮膚彈性、受體分(fen)布(bu)和濕(shi)度(du)等外部因素的差異會改變觸覺(jue)刺激的感知方式(shi)。

其次，由于彈性(xing)、水(shui)分(fen)甚至體毛的變(bian)化，每個人的皮膚對刺(ci)激的反應都(dou)不同，這種善變(bian)性(xing)使設計普遍有效的設備變(bian)得異常復雜。另一個問題是觸(chu)覺(jue)掩(yan)蔽，即多種觸(chu)覺(jue)可能(neng)會相互干擾，從(cong)而降低(di)觸(chu)覺(jue)感知的清晰度(du)。

更重要(yao)的(de)是，了(le)解大腦如何處理(li)同步(bu)觸覺信息，對于提升未來設(she)備的(de)性(xing)能至(zhi)關重要(yao)。

科學家提(ti)出了(le)幾種可(ke)能(neng)(neng)重新(xin)定義可(ke)穿戴觸(chu)覺技術的新(xin)興(xing)驅動(dong)(dong)方法。例如(ru)，聚合物驅動(dong)(dong)依賴在受刺激時(shi)會改變形狀或(huo)紋理(li)的智(zhi)能(neng)(neng)聚合物，為(wei)觸(chu)覺感知(zhi)提(ti)供了(le)一種更輕(qing)便靈活的新(xin)途徑；流(liu)體(ti)(ti)驅動(dong)(dong)利用加壓空(kong)氣或(huo)液體(ti)(ti)產生(sheng)動(dong)(dong)態觸(chu)覺，在柔性機器人(ren)和(he)基于紡織(zhi)品的觸(chu)覺可(ke)穿戴設備(bei)中越來(lai)(lai)越受歡迎，為(wei)設備(bei)舒(shu)適性提(ti)供了(le)新(xin)的可(ke)能(neng)(neng)；而熱驅動(dong)(dong)通過(guo)加熱或(huo)冷卻來(lai)(lai)模擬(ni)(ni)真實(shi)感覺，日益成(cheng)為(wei)增(zeng)強虛擬(ni)(ni)環境沉(chen)浸感的優選方法。

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