触觉反馈技术

触觉反馈技术（HapticorTactileFeedbacks）能通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感。这一力学刺激可被应用于计算机模拟中的虚拟场景或者虚拟对象的辅助创建和控制，以及加强对于机械和设备的远程操控。应用触觉反馈技术的设备可能包含测量外在压力的触觉传感器。

中文名：触觉反馈技术

外文名：Haptics/HapticTechnology

1、发展历史

用于确认和提醒的简单震动

对LRA和ERM执行器基本的马达控制

使用LRA和ERM执行器实现不同的效果

其他功能：滚动和滑动

第三方SDK和效果库

使用压电传动器和电活性聚合物马达实现更多与众不同的效果

快速响应时间

增强现实

动态效果功能

2、基本概念

触觉学，Haptics属希腊语，意为触觉。触觉技术被用于创造触觉效果，即在消费电子设备上的手势或触觉反馈。借助触觉技术，消费电子设备制造商可以在其设备上为特定的互动体验创造与众不同的个性化触觉反馈，从而为消费者提供更具价值且更加逼真的独特体验。

Haptics通过硬件与软件结合的触觉反馈机制，模拟人的真实触觉体验。由于人体感受机制复杂，对Haptics技术做清晰地分类并不容易，不过从感受输入的角度，大致可以分为对表皮，以及对肌肉中感受器刺激两类。

对普通人来说，前者其实并不陌生，手机上的“振动”就是一种表皮Haptics技术，不过许多人的误解也源于此——认为Haptics等同于“振动”。事实上这项技术远非如此简单，只是因为振动技术容易实现，而且商业化产品成熟低价。振动其实只是Haptics领域的很小一部分，在许多场景下(例如按键反馈)，以振动作为触觉反馈的效果都不够好。

而与这两类输入对应的技术则五花八门，跨越的技术领域特别广泛。这也要求Haptics研究者需要了解许多领域的知识。以振动反馈为例，不但要从电子工程和机械学角度知道如何最有效地利用电能、设计原件结构，还需从心理学角度了解人体对哪些频率的振动最为敏感。不过，这也是从事Haptics领域研究的乐趣之一——尤其是对兴趣广泛的研究者来说。

生活中的诸多不便都可能藉由Haptics技术的引入得到解决。比如，人们在面对面交谈时，一方看手表的动作往往会引发对方不适，倘若手表镜面应用了Haptics技术，只需手指轻轻一摸，便能知晓准确时间，这类生活中的窘境便迎刃而解。另外一个例子是网购：现实中，我们通过触摸感受材料的质地与纹理，网购则无法实现这一点，随着Haptics技术的发展，如果平板电脑将来能模拟商品的真实纹理与质地，那么网购体验将会有革命性的提升。

3、应用

合作伙伴可以通过定制独特的触觉反馈效果提升用户体验，增强游戏、视频和音乐的效果，直观无误地重建“机械”触感，解决驾驶或手术中注意力分散的问题以提高安全性，在实施机械医疗程序和培训模拟时提供逼真的触觉反馈，以及弥补在特定场景下音频与视觉反馈的低效问题。

应用领域

触觉反馈技术已被30亿台数字设备所采用，为世界级公司的手机、汽车、游戏、医疗和消费电子等产品提供了出色的触觉反馈功能。

–触摸屏界面的采用推动了触觉反馈技术的应用

–提供触觉反馈和确认

–包括三星、LG、华为、摩托罗拉、大众等在内的主要制造商都采用了这项技术

可穿戴设备、游戏、视频内容、机器人、移动广告

应用体验

触觉界面具有一些固有的优点：

1）它们能很快“读取”输入的信息；

2）它们可以被嵌入到日常用品和手势中；

3）我们的触觉可能是用来传达人的情感的最佳途径。

当我们在玩一款吉他应用时，在没有触觉反馈的情况下，我们只有通过声音来辨别乐曲声音，而加入了触觉反馈技术后，我们可以实际体验到弹吉他时的真实震动感，根据不同高音和低音，这种震动感也是会发生改变。

视频方面，当我们在看一场电影时，如果设备支持触觉反馈技术，你会感受到设备会跟随场景的变化而产生相应的震动，这都是一种用户体验的提升。

不少Android应用程序开发商已经将更为先进的触觉反馈技术应用到它们的移动游戏中，创造逼真的震撼感，如射击游戏中某种武器的后座力或爆炸时的冲击力，或乐器应用程序中弹动吉他琴弦时的振颤感，甚至是玩过山车游戏时耳边呼啸而过的风声。

4、案例分析

Forcetouch,即压力触觉，指通过感应压力的产生和改变，从而实现电学数据的变化，再通过电学数据而产生指令，最后达到压力而间接实现指令的过程。

压力触控的原理：

屏幕感应手指压力——通过手指压力的面积变化——从而产生不同的电学信号——压力传感器件根据电信号进行处理——手机CPU接收压力传感器信号——手机CPU产生相应的指令——顾客感知由压力产生的指令变化（比如屏幕变化、菜单）

触觉反馈的技术原理，由触摸产生的压力、压力的识别、识别后的回馈指令三个大的部分组成，其中很重要的是触觉传感器“ForceTouchSensors”，它是按压触摸的重要部件。

触觉反馈技术的衍生解决方案被应用于APP呈现可感触的电影之中，目前包括《敢死队3》、《007：幽灵党》、《精灵旅社2》定制预告片等。

在《007：幽灵党》电影预告片中增加了一个触觉跟踪文件，它可以触发手机上的马达，配合预告片中的动作和声音同步产生触觉效果，打造独特的触觉视频体验。在安卓手机上能够运行播放4D视频，效果优质。

中风患者在医院确实能接受一些康复治疗，但在他们出院后，物理治疗师就很难跟踪他们康复的进展。其结果是，很多人的精细运动能力下降。

伊利诺伊大学的教授ThenkurussiKesavadas努力创建了一个称为CognitiveHaptic-BasedRehabilitationSystem(以认知触觉为基础的康复体系)，通过家用电脑系统继续监督中风患者康复治疗。患者通过使用硬件平台及根据教学动画去练习各种旨在恢复自己精细运动技能的动作-这也将基于对健康测试对象运动情况的观察，来执行各种精细动作。

该系统有望适用于其它类型疾病的物理治疗，或可以帮助书写困难的儿童学习如何书写。

5、相关技术

Touchsense®解决方案内置TouchSense3000和5000的软件解决方案支持多种执行器，包括线性谐振执行器（LRA）、旋转偏心质量（ERM）以及压电传动器和电活性聚合物（EAP）等高清执行器。

TouchSenseCore和TouchSenseEngage相结合可在整个生态系统内更协调地实施触觉功能，二者各自可营造不同层面的数字体验。TouchSenseCore控制设备的API和驱动程序，而TouchSenseEngage则激活并呈现移动应用中的触觉效果。TouchSense技术可为数字设备带来更逼真的效果、更丰富的体验以及更有效的交互设计。

集成器作为一款专为OEM厂商而设计的构建时工具，该集成器能够快速有效地将触觉效果融入到OEM厂商定制的安卓系统之中。定制化模块设计灵活，OEM厂商可以从一系列功能中进行筛选。用户可以通过用户设置菜单控制这些功能，并可自行选择触觉效果的应用场景和强度。

触觉效果软件开发工具包（SDK）专门为第三方安卓开发者设计。在一个简单的SDK中整合了120多种预设计触觉效果，帮助应用开发者快速便捷地将高品质触觉效果添加至游戏和应用之中。

6、技术价值

Haptics正逐渐走向我们的日常工作和生活。Amara法则说，我们常常高估科技的短期影响力，而又低估其长期影响力。在互联网世界逐渐三维化，并越来越和现实世界水乳交融的过程里，人和机器的交互界面将不再受限于玻璃平面之下的二维世界法则，会变得跟现实世界一样细腻丰富。

7、技术未来

目前，国内大部分一流厂商早已看到如触感反馈、压力触控等触感领域的技术的商用价值并且进行了规模化的商用。这项技术已经成为现代科技创新发展的大势所趋。毫无疑问，这项技术将会更为普及并且衍生出更多突破性乃至开创性的应用，为更广大的“人机触觉互动”打开大门，加速“触觉互动”的时代进程。