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澳大利亚研发触觉设备可感受到遥远的物体 可应用于自动驾驶汽车

2020-10-20 来源:盖世汽车 

盖世汽车讯 据外媒报道,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW Sydney)的工程师们研发了一款新型触觉设备,此种设备可以重塑触觉,可能可以让人们在视频通话时触摸到对方。触觉技术主要通过刺激皮肤的局部区域来模拟触摸体验,此种方式与现实世界中通过压力、振动或运动所感受到触觉类似。

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图片来源:新南威尔士大学

研究人员表示,很多人将触觉认为是理所当然的东西。当人们用手做事,如拿手机或者在键盘上打字,如果没有触觉,这些动作就无法完成。人类的手拥有高密度的触觉感受器,通过触觉刺激来编码信息是一个非常有趣但又具有挑战性的任务,因为人们每天都用手感受大多数东西。在很多情况下,触觉可能有用,但是却用不上。例如,在远程医疗咨询中,医生就无法对病人检查身体。

于是,新南威尔士大学研发了该款新型触觉设备,并申请了专利。研究人员表示:“我们的三向皮肤拉伸装置(SSD)内置在我们打造的可穿戴触觉手套的指尖上,就像戴上了第二层皮肤,而且非常柔软、可拉伸、可模仿触觉,可使新型触觉交流方式成为可能,以改善日常活动。”

此外,该项新技术还可以扩展集成至纺织品中,以实现各种潜在应用,如集成至远程医疗、医疗设备、外科机器人和训练设备、增强现实和虚拟现实、远程操作和工业环境中。该设备旨在解决辅助设备、远程手术、自动驾驶汽车和人类运动指导等新兴系统中的一个常见问题,即此类系统中的视觉或听觉反馈可能会很慢、不直观,从而会增加认知负荷。

该研究的主要作者Mai Thanh Thai表示,现在的技术很难在虚拟环境或远程环境中重塑触摸物体的感觉。视觉或听觉信息很容易复制,但是触觉信息很难复制。在虚拟环境中,虽然可以看到物体,但是无法感受到。

使用市面上的智能眼镜等触觉界面,让用户感觉到电脑或智能手机上发生的事情几乎是不可能的。振动是如今最常见的触觉技术,被植入到了很多电子设备中,如连接到笔记本电脑触控板背面的触控引擎(Taptic Engine),可以模拟点击按钮。但当用户持续使用设备或者处于运动中时,振动型的触觉反馈就变得不那么敏感,甚至失去灵敏度以及损害设备的功能。

研究人员表示,新技术引入了一种新方法,通过柔软的微型人造肌肉重建了有效的触觉,克服了现有触觉设备存在的问题。该款柔软的可穿戴触觉手套能够让人们以一种更加真实、身临其境的方式来感受虚拟或遥远的物体。柔软的嵌入式人造肌肉通过一个柔软的触觉器向使用者的指尖产生足够大的法向力和剪切力,从而高效地重现触觉。

例如,如果你在澳大利亚,而你的朋友在美国。你戴上了在指尖上集成了三向SSD的触觉手套,朋友也戴上了集成了3D力传感器的手套。如果朋友捡起了一个物体,就会对朋友的手指造成压力,3D力传感器就会测量此类互动。如果此类3D力信号被传送至你的触觉手套,集成的三向SSD也会在你的指尖精确地产生3D力,让你体验到朋友感受到的触觉。

研究人员估计,如果该设备能够实现商业化,该项新技术则可以在未来18个月到3年内投入使用。

接下来,研究人员需要对设备进行用户评估,验证其是否有效。此外,研究人员还计划将该设备用于各种触觉应用,如触觉运动指导、老年人和低视力人群导航辅助、触觉文本语言以及用于外科机器人、人工假体、虚拟现实和增强现实的3D力反馈显示屏。