在虛擬世界里 如何擁有觸覺(jué)

在主打虛擬現(xiàn)實(shí)的電影《頭號(hào)玩家》中，角色們都戴有觸覺(jué)反饋手套，能夠感受到手中的虛擬物體。通過(guò)全身的虛擬現(xiàn)實(shí)套裝，他們還能感受到施加于身體的沖擊力。如今，這樣的場(chǎng)景都有望實(shí)現(xiàn)了，虛擬現(xiàn)實(shí)不再局限于視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，還將拓展人類(lèi)的另一種感官——觸覺(jué)。

抓握式：抓好，抓緊

不可否認(rèn)，精準(zhǔn)操作機(jī)器人是非常困難的，但觸覺(jué)設(shè)備能助你一臂之力。以手術(shù)機(jī)器人為例，醫(yī)生用它實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)，操作非常精細(xì)的工具，或者執(zhí)行人手無(wú)法完成的任務(wù)。大量研究表明，給手術(shù)機(jī)器人添加觸覺(jué)反饋能提高手術(shù)精度，減少組織損傷和手術(shù)時(shí)長(zhǎng)。同時(shí)醫(yī)生還能體驗(yàn)到實(shí)際切割和縫合的感覺(jué)。

觸覺(jué)式遠(yuǎn)程機(jī)器人則能實(shí)現(xiàn)安全的人機(jī)交互。迪士尼就開(kāi)發(fā)了這樣的系統(tǒng)，用氣動(dòng)管驅(qū)動(dòng)人形機(jī)器人手臂，另有一組對(duì)應(yīng)的機(jī)械臂，專(zhuān)門(mén)供人抓握。使用者可以通過(guò)操縱自己這邊的機(jī)械臂，讓另一邊的機(jī)器人手臂抓住氣球，如拿起雞蛋或拍打小孩的臉頰等。

穿戴式：轉(zhuǎn)化感覺(jué)信息

穿戴式設(shè)備利用的是皮下神經(jīng)傳導(dǎo)的觸覺(jué)感受——壓力、摩擦或溫度。

大部分這類(lèi)裝置都是佩戴在手指上的。當(dāng)在虛擬現(xiàn)實(shí)中觸摸物體時(shí)，設(shè)備以相應(yīng)力度按壓指尖。但是最近有一款設(shè)備擁有相同類(lèi)型的反饋，卻無(wú)需覆蓋到指尖的部位。相反，它可以戴在我們戴戒指的手指部位，讓我們既能自由地與現(xiàn)實(shí)物體交互，也能感知到“虛擬”物體。

在測(cè)試中，一個(gè)人手持粉筆，在虛擬黑板上“書(shū)寫(xiě)”，并通過(guò)觸覺(jué)感受到手指壓力：當(dāng)人們看到粉筆接觸黑板并感覺(jué)到皮膚被拉伸時(shí)，其實(shí)他們被指尖的壓力愚弄了。

穿戴式觸覺(jué)設(shè)備也能通過(guò)振動(dòng)和用戶(hù)交流。例如，一家實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)一種腕帶，通過(guò)振動(dòng)來(lái)引導(dǎo)佩戴者，振動(dòng)方位即目的方位。神經(jīng)科學(xué)家大衛(wèi)·伊格曼的團(tuán)隊(duì)則開(kāi)發(fā)了一種帶有32個(gè)振動(dòng)電機(jī)的背心——VEST。這種背心曾在科幻劇《西部世界》中出現(xiàn)過(guò)，它能幫助角色發(fā)現(xiàn)正在接近的敵人。VEST最有前景的應(yīng)用之一是把聲音轉(zhuǎn)化為觸覺(jué)，使聽(tīng)障人士更容易理解口語(yǔ)。同樣，各類(lèi)視覺(jué)信息也能轉(zhuǎn)化為振動(dòng)，供盲人理解視覺(jué)世界。

除了觸覺(jué)感受，肌肉、關(guān)節(jié)和肌腱的動(dòng)作感受也能輸出到設(shè)備——比如機(jī)器人外骨骼。如果將飛行夾克穿在身上，你就能體驗(yàn)到飛行的感覺(jué)。這款外骨骼在構(gòu)造上比較簡(jiǎn)單：手臂和腰部的部件通過(guò)活塞連接，使用者只要移動(dòng)手臂和扭動(dòng)軀體，即可控制無(wú)人機(jī)的飛行。當(dāng)無(wú)人機(jī)被風(fēng)猛吹時(shí)，人們甚至可以感受到“風(fēng)阻”。

觸摸式：觸手可感

點(diǎn)擊屏幕并獲得反饋，這已經(jīng)是智能手機(jī)的標(biāo)配了。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們能在屏幕上感受到更多觸覺(jué)信息嗎？

當(dāng)然可以。比如，科研人員正在開(kāi)發(fā)一種“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)觸覺(jué)”設(shè)備，它能逼真地模擬物體表面的粗糙度、硬度和光滑度。觸摸式的屏幕也可以利用錯(cuò)覺(jué)。例如，當(dāng)按下一個(gè)按鈕的圖片時(shí)，播放按鈕點(diǎn)擊的音效會(huì)讓人覺(jué)得按鈕實(shí)際上是存在的。或者讓屏幕看起來(lái)因手指壓力變形可以使它看起來(lái)更柔軟。

這些技術(shù)的發(fā)展都還在起步階段，但在神經(jīng)工程和材料科學(xué)的進(jìn)一步推進(jìn)下，新的觸覺(jué)設(shè)備很可能超越《頭號(hào)玩家》的新奇設(shè)定。令人興奮又不安的是，當(dāng)我們的感官增添更多的維度，恐怕死宅們就更難離開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)了。