超觸覺技術系統:一個交互界面的多部位觸覺感受

2020-12-20 人民網

原標題：英科學家開發出超觸覺技術系統

據物理學家組織網10月8日（北京時間）報導，最近，英國布里斯托大學「互動與繪圖」（BIG）項目組研究人員開發出一種系統，能讓用戶在一個交互界面上體驗到多部位的觸覺感受（多點觸覺反饋），而無需碰觸或拿著任何設備。這種系統將在10月11日召開的「世界人機界面創新大會」上亮相，相關論文將提交用戶界面軟體與技術（UIST）專題討論會。

研究人員稱，這種多點觸控表面能讓人們在公共場合輕鬆互動，人們不僅能感覺到顯示屏上的內容，而且能在觸摸前接受到看不見的信息。

「目前這種集成互動表面能讓用戶一邊走路一邊徒手操作。」論文作者之一、該校計算機科學系博士生湯姆·卡特說，「該系統在設計中使用了置於聲波透射顯示器下面的超聲轉換器陣列，使聚焦的超聲波通過交互式表面投射出來，直接作用到用戶手上，同時生成多個反饋點，並賦予它們不同的觸覺屬性，用戶就能接到與他們行為相關的局部反饋。」

利用超聲輻射力向用戶發射觸覺感受還是一門新技術。該研究提出了一種超觸覺理論，即一種能在空中產生觸覺反饋的系統設計。卡特解釋說，在空中傳播的超聲波會產生不同的壓力，如果許多超聲波同時到達同一位置，就會在該點產生明顯的壓力變化。超聲轉換器陣列能對空中目標施加壓力，通過屏幕投射出觸覺感受，直接作用於用戶手上。一系列超聲轉換器發出頻率很高的超聲波，當所有聲波時間在同一位置會合，就在人體皮膚上造成了感覺。

經技術評估證明，該系統能在各個點產生反饋，超過人手所能感覺到的感知閾值。顯示面必須能透射40千赫的超聲波。根據來自兩位用戶的研究結果顯示，不同性質的觸覺反饋點解析度很高，不同小範圍的觸覺能明顯區分開來，用戶經過訓練就能識別出不同性質的觸覺。

研究人員還探索了可能讓超觸覺大展身手的3個新領域：空中手勢指令、觸覺信息層和可視化限制顯示器，並為每個領域編寫了應用程式。

圖 一個裝在電視機後面的超聲轉換器陣列，能對用戶的手發出觸覺反饋。

總編輯圈點

好比放大鏡能點燃火柴，聚集的超聲波可以隔空「點亮」觸覺神經。有了這種新技術，空氣凹凸可觸，甚至可模擬布滿按鈕的操作臺。手指虛點幾下，機器就能按你的心意運轉。科幻片中三維全息式的顯示和操作平臺，看來在技術上已完全可行，而且不會太昂貴。而擁有「超觸覺」設備後，盲人與電腦間的交互障礙也會少得多。

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