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数字技术研究 · 第 346 / 515 页

PDF 物理页索引 539 · 第21章物质计算:将技术融入物质世界

书名
数字技术研究
作者
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539(从 0 开始)
章节
第21章物质计算:将技术融入物质世界
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来源类型
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霍根和布鲁斯特(HogganandBrewster,2007)发现,方波可用于创造非常粗糙的感觉,而正弦波则平滑得多。

肌肉运动知觉

与皮肤知觉不同,有关肌肉运动知觉的研究非常困难,因为设计一种能够将皮肤感觉与肌肉运动知觉区分开来的研究方式是很困难的。我们的肌肉运动知觉使我们能够发现自己的肢体运动有多快、朝哪个方向运动。而且,一旦肢体停止运动,我们就能够发现其处于静止姿态(也就是大家所知道的本体感受)。肌肉运动知觉界面可以提供空间参照物,容许手势交互,也提供了虚拟物体给出的力量反馈。

我们触觉中的肌肉运动知觉由位于我们肌肉、筋腱与关节中的四类受体构成。正如黑尔与斯坦利(Hale andStanney,2004)在文章中详细论述的,关节内或关节附近有高尔基末梢与鲁菲尼氏小体,而高尔基腱器官,正如其名称所表明的,可见于腱与肌梭中。来自肌肉运动知觉受体的感觉信息,结合运动系统及认知系统中的可用信息,便产生了能感知到的肢体姿态与运动。肌肉运动知觉的感觉频带宽度为20~30赫兹,近端关节旋转比远端关节旋转更为敏感。人们往往是在动作产生之后,才感知到运动方向。因而,被动的肌肉运动知觉刺激必须包含足够的运动来指明其方向。

触觉执行器技术

将触觉界面发展局限于主流技术的一个最大因素是硬件。不过,可用的执行器类型的数量与质量一直在提高。本节我们将简要概述当前可用的执行器类型,其中包括典型的移动设备中的执行器,也包括人工肌肉等更加专门化的硬件。

线性执行器及旋转执行器

触感式致动器能提供持续的反馈,呈现许多不同的纹理与强度。多数振动触觉设备对皮肤的刺激是通过使用电磁执行器,以线性或旋转的方式来驱动质量块。多数移动电话包含有偏心旋转质量执行器(ERM),如图22.2(a)所示。图22.2(b)展示的是EAI C2Tactor(www.eaiinfo.com)。这种线性旋转设备在250赫兹时能与其他频率的还原反应产生共振(这是频率作为触觉界面参数效用减弱的另一个原因)。振动触觉线索的好处在于其非常强烈(因而能够透过衣服被人感受到),而且也可以分散到全身或整个设备,给出空间线索(往往附着于用户的腕带上)。要了解振动触觉设备的更详细回顾,可参见莫蒂默等人(Mortimer et al.,2007)的综述。

第22章 触屏界面

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