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计算机系统触觉

已有 4240 次阅读 2011-1-8 10:56 |个人分类:计算机|系统分类:科研笔记| 计算机, 触觉

计算机系统触觉(110108)
闵应骅
   
    从2008年开始,IEEE创刊了一个杂志,叫IEEE Transactions on Haptics(触觉汇刊)。它发表关于通过触摸的信息获取和对象处理的理论、技术和应用方面的文章。触觉交互包括人和机器的手动探知和对象处理,以及二者在远程操作和网络环境下实际或虚拟的交互。
    长期以来,计算机系统的人机界面主要靠视觉,天天盯着屏幕,很累。手机出现以后,声音、振动以及触摸屏幕开始出现。操纵杆开始在游戏机上使用。更加复杂的触摸装置可以帮助外科医生做远程手术、后勤战士在危险环境下操作机器人、音乐家在远处拉虚拟小提琴。这些原因和愿景使得计算机系统触觉的理论和技术需要研究。而在这方面,国内的研究,据个人的了解,似乎还比较少,正是大有原创机会的领域。
    触觉的问题在计算机领域已经研究了20年,主要是感觉的取代、把成像和语音信息转换为皮肤上的电或振动刺激模式。这些工作还有创新机会。但是,今天,创建辅助信息通道的触觉接口将通过振动或其他基于触觉反馈,缓解传输数据到大脑的认知负载。触觉接口可以嵌入车辆中,对事故发出提前的安全警告。这些技术还能在外科手术、空间、海下探索和军事上得到应用。
    触觉信号的处理常常是多触觉信号的综合,譬如在人身上的压力、运动和温度变化。让人能感觉到,当然需要多触觉硬件平台。这些触觉反馈不但有多种信息源,而且都随时间变化。这就需要所谓“触觉语言”。这种语言要能走向市场,就必须和键盘、鼠标、触摸板、触摸屏一样有标准,而且对用户还要培训。事实上,人们的握手可以传递许多不同的信息。从图形和键盘交互的触觉中还能反映用户的心情是愤怒,还是高兴。今年一月的CACM介绍了一个触觉猫,如下图所示。盖上触觉传感器,触觉猫对冷热,和人类触及的电听觉反应得到不同的感觉。有人说,这种设备可能在建立老人和年青人之间的友谊、抚育有焦虑性障碍的儿童方面得到应用。人们还在研究各种皮肤触觉、指尖触觉、触摸屏幕的摩擦的力度、方向控制、不同手指指尖的控制和反应。当然,最后的检验是走向市场,看什么技术能被市场所接受。

下图:触觉猫对人类的触及产生不同的响应。披上皮毛的皮肤就是左上角的触觉猫。


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