智能之手——使人類能夠感受虛擬觸感

材料牛注：英國薩塞克斯大學的研究人員利用超聲時間反轉技術，使手掌在充當智能設備延伸顯示器的同時在手掌產生觸覺反饋，使皮膚觸摸屏成為可能。

如何能讓電子游戲玩家體驗到手中兵刃堅硬、冰冷的質感？又如何在計算機仿真訓練中讓宇航員感受到虛擬月球表面巖石的重量與粗糙質地？答案就隱藏在觸覺技術中。

1993年，麻省理工學院（MIT）制造出了可以產生觸覺刺激的設備，終于使觸摸虛擬物體變成可能。創造觸覺系統的方法有許多，但它們有兩個共同點，一是擁有決定力度大小的軟件，二是可將作用力反饋給操縱者的設備。

觸覺技術可以創造難以置信的客戶體驗。目前，觸覺系統工作常依賴于震動或觸針，比如TouchSense技術就是通過震動創造觸感，它可通過控制馬達振動的頻率、力度、時長等產生不同的觸感，完美還原發動機的躁動、球類運動的拍擊、槍械射擊的后坐力等。但兩者需要和手掌接觸，這將會對使用手掌進行屏幕顯示產生干擾。

如何將觸覺系統變得透明化，使其與其他功能并存已成為一個難題。超聲波觸覺技術提供了一份讓人滿意的答案。它通過超聲波觸覺脈沖或改變超聲波的頻率提供不同的觸覺反饋和虛擬觸覺的形狀。而薩塞克斯大學的研究利用新型超聲波觸覺技術克服了這一難題。該項創新被稱作皮膚觸感（?SkinHaptics），它通過手背向手掌發射超聲波，產生觸覺反饋，從而釋放手掌使其充當顯示屏幕。

薩塞克斯大學的科研人員在諾基亞研究中心和歐洲科研委員會（ERC）的資助下，率先找到了使手掌充當顯示屏的同時仍能提供觸覺反饋的方法，這一技術可以幫助科技公司完成使用人體尤其是手作為智能手表或其他小型智能設備顯示器的巨大挑戰。

該設備利用時間反轉技術從手背向手掌發射超聲波，與石子落入水中產生漣漪的過程相反，超聲波穿過人手后發生匯聚，于手掌側精準聚焦，進而引發觸覺反饋。該技術促進了通過觸覺控制與計算機交互的觸覺技術的飛速發展。

該團隊的帶頭人Sriram Subramanian教授指出：“當我們進入‘eye-free’時代后，人機交互必然要引入諸如觸覺等其他感官。”穿戴式智能設備已成為迅速擴張的巨大商機。我們穿戴的智能設備越來越多，它也越變越小，而我們看它的時間也將越來越少，因此開發多感官交互系統也就變得越來越重要。

想象你正在騎自行車卻想要調節智能手表的音量，這時手表的交互界面將會顯得特別小。因此科技公司正著眼于將交互界面轉移到使用者手上，而SkinHaptics技術則可實現人們在與掌上顯示屏互動同時仍能體驗到觸覺反饋，幫助用戶感受實際對象，如調諧按鈕等，從而給予用戶更多的反饋信息，產生更棒的使用體驗。

原文網址：Research brings 'smart hands' closer to reality

本文由新銳萬鑫浩，張藝審核，感謝丁菲菲來稿！