.1266 工程科学学报，第43卷，第9期 4 例如心跳、温度和压力变化等情绪变化.Israr和 Poupurev!2提出了一种触觉笔刷算法，在椅子上 放置4×3的振动点阵，如图5，利用触觉错觉，通过 组合振动触觉编码的参数如振动频率、强度、方 向等向使用者传递丰富的动画特效，如图6，这一 技术可用于游戏和体育，盲人辅助，驾驶和导航辅 Braille-like Morse-like Triangle Coding rules 助，移动计算等领域 图3类莫尔斯码、类布莱叶码和三角码的反应时7 Application Fig.3 Reaction time of Braile-like,More-like,and Triangle!7 Actuator grid Pure Data patch 腔镜抓握器显著提高了外科手术医师抓取控制的 能力2，如图4所示，当使用腹腔镜抓握器的抓握 Amplifier 力不在安全区域时，集成在抓握手柄上的微型执 行器可为外科手术医师提供增强的触觉反馈，这 Multi-channel audio Chair 一技术已逐渐由单手抓握转向双手抓握的科研探 图5触觉笔刷算法表达装置 究中，并逐渐投入实际生产 Fig.5 Tactile apparatus 3总结与展望 纵观国内外针对不同触觉信息进行的编码方 案，基于方向导航的振动信息编码应用明显多于 对文字信息的编码研究.这与要传递的信息属性 有着直接关系，由于有关方向性的语义集拥有较 强的简洁性和较大的区分度，且基于方向导航的 信息更贴近人体触觉的感知特性，人体的不同空 间落点可以建立与方向方位信息一一映射的对应 关系.但是由于方向信息本身的局限性，无法传递 类似于文字那样复杂的描述性信息.随着技术手 Vibration 段的进步，越来越多的方位信息编码装置走向精 motors 密化，致力于为盲人或其他特殊群体提供更细腻、 Rotation 人性化的触觉方位信息 motor 针对触觉编码的方案设计仍是一个新型领域 如何更好的将人体的感知特性与针对触觉的信息 图4腹腔镜抓握器装置 编码高效地结合起来，仍需进一步的研究和探索 Fig.4 Laparoscopic grippers 同时，在探索方位信息编码表达的研究中，振动触 在教育领域，基于文字交互的振动信息编码 觉的参数设置与信息编码效率关系紧密，更好地 应用十分广泛，褚少微和朱科颖2]根据左右滑 组合这些参数信息，设计准确的触觉信息编码，快 动、向右滑动、向下滑动的方式编码盲文，提出了 速传递丰富的语义信息，成为振动触觉编码领域 一种利用触觉反馈用指尖在手机屏幕上摸读的方 研究的重中之重 式传递触觉信息. 除此以外，振动触觉表达技术和触觉再现技 在虚拟现实领域，振动信息编码也有广泛的 术也正在上升期，要想为这些触觉表达和再现技 应用.利用振动触觉背心和振动触觉手套配合 术提供更完善贴切的振动触觉编码，必须结合触 VR眼镜，佩戴者可以体验到沉浸式的四维画面， 觉感知的特殊性，考虑触觉织物的温度、纹理、形 触觉表达装置作为第四维空间的承载者，更是推 状等，实现丰富有层次的触觉表达，制定拥有可移 动了触觉信息编码的深入研究.Heibeck等的摩 植性和高扩展性的信息编码，在提高信息的识别 擦力感知触觉背心，佩戴者可根据书中情节感受 率的同时，兼顾舒适感腔镜抓握器显著提高了外科手术医师抓取控制的 能力[22] ，如图 4 所示，当使用腹腔镜抓握器的抓握 力不在安全区域时，集成在抓握手柄上的微型执 行器可为外科手术医师提供增强的触觉反馈，这 一技术已逐渐由单手抓握转向双手抓握的科研探 究中，并逐渐投入实际生产. Rotation motor Vibration motors 图 4 腹腔镜抓握器装置 Fig.4 Laparoscopic grippers 在教育领域，基于文字交互的振动信息编码 应用十分广泛，褚少微和朱科颖[23] 根据左右滑 动、向右滑动、向下滑动的方式编码盲文，提出了 一种利用触觉反馈用指尖在手机屏幕上摸读的方 式传递触觉信息. 在虚拟现实领域，振动信息编码也有广泛的 应用. 利用振动触觉背心和振动触觉手套配合 VR 眼镜，佩戴者可以体验到沉浸式的四维画面， 触觉表达装置作为第四维空间的承载者，更是推 动了触觉信息编码的深入研究. Heibeck 等[24] 的摩 擦力感知触觉背心，佩戴者可根据书中情节感受 例如心跳、温度和压力变化等情绪变化. Israr 和 Poupurev[25] 提出了一种触觉笔刷算法，在椅子上 放置 4×3 的振动点阵，如图 5，利用触觉错觉，通过 组合振动触觉编码的参数如振动频率、强度、方 向等向使用者传递丰富的动画特效，如图 6，这一 技术可用于游戏和体育，盲人辅助，驾驶和导航辅 助，移动计算等领域. Application Pure Data patch Amplifier Multi-channel audio Actuator grid Chair 图 5 触觉笔刷算法表达装置 Fig.5 Tactile apparatus 3    总结与展望 纵观国内外针对不同触觉信息进行的编码方 案，基于方向导航的振动信息编码应用明显多于 对文字信息的编码研究. 这与要传递的信息属性 有着直接关系，由于有关方向性的语义集拥有较 强的简洁性和较大的区分度，且基于方向导航的 信息更贴近人体触觉的感知特性，人体的不同空 间落点可以建立与方向方位信息一一映射的对应 关系. 但是由于方向信息本身的局限性，无法传递 类似于文字那样复杂的描述性信息. 随着技术手 段的进步，越来越多的方位信息编码装置走向精 密化，致力于为盲人或其他特殊群体提供更细腻、 人性化的触觉方位信息. 针对触觉编码的方案设计仍是一个新型领域. 如何更好的将人体的感知特性与针对触觉的信息 编码高效地结合起来，仍需进一步的研究和探索. 同时，在探索方位信息编码表达的研究中，振动触 觉的参数设置与信息编码效率关系紧密，更好地 组合这些参数信息，设计准确的触觉信息编码，快 速传递丰富的语义信息，成为振动触觉编码领域 研究的重中之重. 除此以外，振动触觉表达技术和触觉再现技 术也正在上升期，要想为这些触觉表达和再现技 术提供更完善贴切的振动触觉编码，必须结合触 觉感知的特殊性，考虑触觉织物的温度、纹理、形 状等，实现丰富有层次的触觉表达，制定拥有可移 植性和高扩展性的信息编码，在提高信息的识别 率的同时，兼顾舒适感. *** *** 4 3 2 1 0 Reaction time/s Braille-like Morse-like Coding rules Triangle 图 3 类莫尔斯码、类布莱叶码和三角码的反应时[17] Fig.3 Reaction time of Braile-like, More-like, and Triangle[17] · 1266 · 工程科学学报，第 43 卷，第 9 期