智能之手——使人类能够感受虚拟触感

材料牛注：英国萨塞克斯大学的研究人员利用超声时间反转技术，使手掌在充当智能设备延伸显示器的同时在手掌产生触觉反馈，使皮肤触摸屏成为可能。

如何能让电子游戏玩家体验到手中兵刃坚硬、冰冷的质感？又如何在计算机仿真训练中让宇航员感受到虚拟月球表面岩石的重量与粗糙质地？答案就隐藏在触觉技术中。

1993年，麻省理工学院（MIT）制造出了可以产生触觉刺激的设备，终于使触摸虚拟物体变成可能。创造触觉系统的方法有许多，但它们有两个共同点，一是拥有决定力度大小的软件，二是可将作用力反馈给操纵者的设备。

触觉技术可以创造难以置信的客户体验。目前，触觉系统工作常依赖于震动或触针，比如TouchSense技术就是通过震动创造触感，它可通过控制马达振动的频率、力度、时长等产生不同的触感，完美还原发动机的躁动、球类运动的拍击、枪械射击的后坐力等。但两者需要和手掌接触，这将会对使用手掌进行屏幕显示产生干扰。

如何将触觉系统变得透明化，使其与其他功能并存已成为一个难题。超声波触觉技术提供了一份让人满意的答案。它通过超声波触觉脉冲或改变超声波的频率提供不同的触觉反馈和虚拟触觉的形状。而萨塞克斯大学的研究利用新型超声波触觉技术克服了这一难题。该项创新被称作皮肤触感（ SkinHaptics），它通过手背向手掌发射超声波，产生触觉反馈，从而释放手掌使其充当显示屏幕。

萨塞克斯大学的科研人员在诺基亚研究中心和欧洲科研委员会（ERC）的资助下，率先找到了使手掌充当显示屏的同时仍能提供触觉反馈的方法，这一技术可以帮助科技公司完成使用人体尤其是手作为智能手表或其他小型智能设备显示器的巨大挑战。

该设备利用时间反转技术从手背向手掌发射超声波，与石子落入水中产生涟漪的过程相反，超声波穿过人手后发生汇聚，于手掌侧精准聚焦，进而引发触觉反馈。该技术促进了通过触觉控制与计算机交互的触觉技术的飞速发展。

该团队的带头人Sriram Subramanian教授指出：“当我们进入‘eye-free’时代后，人机交互必然要引入诸如触觉等其他感官。”穿戴式智能设备已成为迅速扩张的巨大商机。我们穿戴的智能设备越来越多，它也越变越小，而我们看它的时间也将越来越少，因此开发多感官交互系统也就变得越来越重要。

想象你正在骑自行车却想要调节智能手表的音量，这时手表的交互界面将会显得特别小。因此科技公司正着眼于将交互界面转移到使用者手上，而SkinHaptics技术则可实现人们在与掌上显示屏互动同时仍能体验到触觉反馈，帮助用户感受实际对象，如调谐按钮等，从而给予用户更多的反馈信息，产生更棒的使用体验。

原文网址：Research brings 'smart hands' closer to reality

本文由新锐万鑫浩，张艺审核，感谢丁菲菲来稿！