摘要：触觉交互界面作为用户与系统之间的重要沟通窗口,不仅能够满足用户对简单化、自然化的人机界面的需求,也是实现直接、高效完成任务的关键因素。触觉反馈驱动器作为触觉交互过程中的核心部件,能够模拟或复现多种形式的触觉信息,提高用户在操作过程中的临场感与真实感。近年来,柔性触觉反馈驱动器凭借着其轻量、柔顺、适应性强等特点,在人机交互场景中展现了广阔的应用前景与价值。首先,根据柔性触觉反馈驱动器对皮肤刺激形式的不同分为电刺激、机械刺激、热刺激3类,并进一步重点阐述了各类驱动器的最新研究进展,主要包括了各类驱动器的驱动原理、结构设计、反馈形式等。进一步地,介绍了基于柔性触觉反馈驱动器所开发的触觉反馈设备在虚拟现实、遥操作、医疗等领域的应用。最后,对当前柔性触觉反馈驱动器所面临的问题与挑战进行了总结,并对未来的发展趋势进行了展望。

摘要：针对在动态复杂、非结构化的场景中缺乏自然、高效人机交互方式的问题,提出了一种基于眼动追踪和触觉反馈的人多机器人班组交互系统,用于管理由多机器人和人组成的团队。该系统利用混合现实头盔在现实世界中叠加虚拟交互界面,操作员通过基于凝视信号的非语言注意力感知的输入方法进行人机交互指令的输入,进而控制多机器人进行协同运动,同时操作员通过振动和挤压2种触觉反馈模态来感知多机器人系统编队队形的尺寸变化与编队完成状态。为了验证人机交互系统的有效性与可行性,设计了触觉反馈实验与人多机器人班组交互系统实验,实验结果表明:所提出的基于眼动追踪和触觉反馈的人机交互系统能有效控制多机器人系统进行编队,指令执行成功率达93.3%,与仅通过视觉反馈相比,在有触觉反馈的情况下操作员可以使用更少的时间完成多机器人状态感知,交互效率提高了14.55%。

摘要：为解决手康复训练中指尖触觉刺激装置刺激形式单一、体积与质量过大、刺激效果不佳的问题,提出了一种压觉-滑觉-粗糙度多模态指尖触觉刺激装置。首先,分析人体指尖曲面特征,设计多接触面的气动压觉反馈装置,包括中央、指尖、两侧共计4个气室;然后,设计电极阵列模块,采用电刺激实现滑觉、粗糙度的反馈,建立人体阻抗模型确定供电电压等电刺激参数,并通过仿真验证;最后,采用柔性材料分别打印制作气动压觉执行器和电极阵列,集成的触觉反馈装置质量为14.8 g,尺寸为40 mm长、30 mm宽。实验结果表明,气动压觉反馈装置的线性度较高、迟滞小,单腔力反馈最大为12 N;电刺激装置的粗糙度识别准确率达到100%,滑觉粗糙识别率超过80%。设计的装置可以同时提供给用户指尖精确的压觉、滑觉以及粗糙度的触觉反馈,并且质量轻、体积小、反馈力大,对多模态触觉反馈装置具有一定的参考价值,有应用于脑卒中患者康复训练的潜力。

摘要：可穿戴触觉设备设计的难点之一是装备体积、重量与触觉体验之间的平衡。形状记忆合金以其重量轻、体积小、柔软灵活及能提供多样化触觉反馈类型的特性,成为解决这一问题的潜在方案。本研究针对目前研究较少的“轻抚”类触觉反馈,结合视觉障碍人士的触觉导航需求和大众用户的情感调节需求,分别设计了基于形状记忆合金的可穿戴触觉导航设备和情绪调节手环原型。通过这两个原型示例,本文旨在揭示形状记忆合金在可穿戴触觉设备领域的应用前景,为未来人机交互技术的发展提供新的参考和思路。

摘要：触觉反馈可以有效提高用户的虚拟现实交互的沉浸感,但是采用振动方式的触觉反馈存在反馈模态单一的缺陷;采用机械传动式、微流驱动方式的触觉反馈存在结构复杂、难以集成等缺陷.微电流触觉反馈具有集成度高、反馈模态丰富等优点,但是存在反馈强度识别准确率不够和长时间作用下易造成不适感等问题.为了解决这些问题,设计了基于微电流刺激的新型多强度电触觉反馈系统,通过研究电流参数、电极阵列和接地电极等影响因素,并引入双相电流脉冲,优化电流正负电荷量比值等方式,确定了该系统的刺激模式.35名受试者的心理物理学实验结果表明该反馈系统能够在有效减少微电流刺激带来不适的同时实现93.3%和81.7%的四级和五级强度识别准确率,优于传统方法,这可能是具有广泛应用场景的触觉反馈设备.

摘要：脑卒中(stroke)是由于脑部血液供应突然中断或脑血管破裂,导致脑细胞损伤进而损害患者运动和认知能力的一种急性脑血管疾病。融合脑—机接口(BCI)和虚拟现实(VR)的新型康复训练模式,不仅能促进脑网络功能激活,而且能为患者提供沉浸感强、趣味性强的情境反馈。本文设计了融合多感官刺激反馈、BCI和VR的手部康复训练系统,通过虚拟场景的任务引导患者运动想象,获取患者运动意图,进而在虚拟场景下进行人机交互;同时,融入触觉反馈进一步增加患者本体感受,从而实现基于视、听、触觉多感官刺激反馈的手功能康复训练。本研究通过对比分析加入触觉反馈前后的脑电信号数据内不同频段功率谱密度的差异,发现加入触觉反馈后运动脑区被明显激活,运动脑区的功率谱密度在高γ频段有显著提升。研究结果说明,患者在融合多感官刺激的VR—BCI手功能增强康复系统中进行康复训练,能够加速感觉传导通路和运动传导通路的双向促通,从而加速康复进程。

摘要：为提高视觉手虚拟现实交互的效率与精度,引入触觉反馈技术,设计一种针对视觉手的虚拟现实交互技术。首先,利用底层视觉效应进行单元图像在指定范围内的归一化处理,提取多视点手姿态特征;其次,引入触觉反馈技术,根据手势缺陷示意图,利用感知理论提取不同手势下的感知信息;再次,利用矩阵不变效应定义触觉反应单元的阶级矩阵,并检测手势缺陷与指尖空间位置;最后,应用SolidWorks三维建模软件建立视觉手三维实体模型,使用一系列约束、装配语句进行视觉手位姿动作的虚拟现实空间匹配。设计对比实验,证明设计的视觉手虚拟现实交互技术可以缩短界面感知手势所需的时间,提高虚拟现实交互行为的精度。

摘要：面对如今国内针对人体下肢进行触觉反馈的研究空白,通过一种AR全地形步行模拟器结合,获得一套坚固与精度兼得的,可以承受玩家跑跳并随虚拟现实内部场景变幻形态的“VR舞台”。并内置了一种新开发的钵体滚珠高自由度结构,通过电动推杆、滚珠、马达等机械设备实现正上方接触滚珠的物体可以拥有X、Y、Z三个轴的自由度。1 AR全地形步行模拟器的应用价值1.1对克服模拟晕动症的帮助前VR技术开发者们多聚焦于视觉与听觉,生成一种模拟环境,通过一种头戴式一体的交互式的三维动态视景系统,使体验者在虚拟的世界中获得强烈的沉浸感。

摘要：0引言在需要精确量化测量的触觉感知交互反馈领域,目前尚缺乏有效的高精度量化检测手段,如沉浸式虚拟现实(VR)触感交互,只能通过骨架式手套测量抓握力度而无法有效模拟手指触摸力度大小反馈;非物质文化遗产的传统中医推拿传承,只能通过语音、录像来记录老中医的操作过程,尚无有效手段对推拿传承过程的手势姿态、推拿力度进行量化检测。

摘要：我国电子书市场竞争日趋激烈,生产商一直在寻求更新更好的技术以促进电子书市场的发展。将触觉反馈技术应用到电子书上,是国外电子书生产商的一个新技术。本文介绍了渥太华大学和纽约大学的多媒体通讯实验室提出的一种触觉电子书(HE-Book)设计方案,总结了多媒体增强型电子书的关键特征,并对该技术在我国的推广应用进行了相关分析。