微軟研發(fā)可用于醫療領(lǐng)域的3D觸覺(jué)反饋觸摸屏

　　日前，BBC周三報道稱(chēng)，微軟正在研發(fā)一種3D觸覺(jué)反饋觸摸屏，該屏幕使用觸覺(jué)反饋技術(shù)，通過(guò)阻力和振動(dòng)給用戶(hù)提供反饋，使用戶(hù)能夠清楚地感覺(jué)到屏幕中物件的形狀和重量 。微軟稱(chēng)這一研究成果可用于醫療和游戲 領(lǐng)域。

　　微軟一研究部門(mén)周二公布了這一屏幕的最新研究成果。這個(gè)3D觸覺(jué)反饋觸摸屏包含一個(gè)LCD平板 屏幕、多個(gè)力傳感器和一個(gè)可來(lái)回移動(dòng)的機械臂。微軟表示，該屏幕能夠根據用戶(hù)指尖施加的壓力來(lái)模擬出物件的形狀和重量。換句話(huà)說(shuō)，用戶(hù)用不同力量按壓屏幕中的不同物件時(shí)，會(huì )感覺(jué)到它們的重量不同。

　　模擬形狀

　　這個(gè)系統能夠模擬物理觸覺(jué)的訣竅在于能夠感受不同程度的外界壓力，從而根據相應的反饋阻力生成圖像。

　　具體來(lái)說(shuō)，當用戶(hù)用手觸摸屏幕時(shí)，系統會(huì )產(chǎn)生一個(gè)輕微的阻力，確保用戶(hù)的一個(gè)手指與觸摸屏緊密接觸。如果此時(shí)用戶(hù)再加力按壓屏幕，該系統的機械臂就會(huì )相應地向后平穩移動(dòng)屏幕;如果用戶(hù)撤回一些力量，機械臂又會(huì )相應地把屏幕向前平穩推移。在這些動(dòng)作發(fā)生的同時(shí)，計算機會(huì )根據相應的反饋阻力調整屏幕中物件的尺寸和角度，生成3D效果圖。

　　因此，假如屏幕中有幾個(gè)不同質(zhì)地立方體，石頭材質(zhì)的立方體需要更大力量去推動(dòng)，而海綿材質(zhì)的立方體則需要更小的力。

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　　石頭材質(zhì)的立方體需要更大力量去推動(dòng)，而海綿材質(zhì)的立方體則需要更小的力

　　此外，該系統還可以通過(guò)調整屏幕的位置來(lái)模擬物體的形狀。當用戶(hù)的手指在屏幕上滑動(dòng)時(shí)，系統可以通過(guò)反饋阻力的大小和方向模擬出物件的形狀。

　　微軟高級研究員邁克爾?帕胡德(Michael Pahud)稱(chēng)：“當你的手指在屏幕上滑動(dòng)式，人體感官就融入了立體視覺(jué)。如果我們讓你指尖移動(dòng)的線(xiàn)路銜接正確，并不斷更新視覺(jué) 效果，那么就能深度感知你手指的移動(dòng)情況，就足以讓你的大腦對虛擬世界有一個(gè)真實(shí)的感覺(jué)。”

　　帕胡德的團隊使用這一技術(shù)，已經(jīng)讓用戶(hù)成功地感覺(jué)到虛擬的杯子和圓球等物件。如果不是“感覺(jué)”而是“看”這些立體視覺(jué)效果，則需要佩戴特殊的眼鏡。

　　觸摸并發(fā)現腫瘤

　　微軟稱(chēng)這一研究成果可幫助醫生探索人體掃描。為此微軟制作了一份演示，展示了使用核磁共振成像(MRI)掃描人體大腦，醫生可以通過(guò)觸摸屏幕巡覽大腦切片的不同位置。

　　在演示中，醫生還可以繪制筆記，并標記一個(gè)“觸覺(jué)制動(dòng)”，或稱(chēng)為“力反饋標記”，以便后來(lái)能夠快速地找到它。微軟研究人員表示，隨著(zhù)時(shí)間的推移，這種標記可以擴展到用來(lái)標記潛在的病變問(wèn)題。

　　帕胡德稱(chēng)：“想象當你摸到異常區域時(shí)會(huì )收到觸覺(jué)反饋的情景吧，譬如一個(gè)腫瘤。系統可以根據不同的觸摸對象設置不同的反饋?lái)憫?rdquo;

　　顛簸的屏幕

　　一位醫學(xué)專(zhuān)家稱(chēng)，微軟這一系統似乎很有潛力，但他同時(shí)指出，現階段人們對將觸覺(jué)反饋技術(shù)用于醫療的研究大都局限在機器人手術(shù)系統和其它與健康相關(guān)的設備，表明現在的反饋靈敏度還不夠可靠。

　　特別地，倫敦城市大學(xué)健康信息中心負責人彼得?韋勒(Peter Weller)表示，他擔憂(yōu)微軟這一系統的屏幕不能提供足夠精確的的指示紋理。他認為：“如果你的手指在比較粗糙的物件表面移動(dòng)，那微軟這個(gè)系統的屏幕就得頻繁地上下左右移動(dòng)，精度是個(gè)問(wèn)題。”

　　他補充道：“微軟在示例中展示的都是只需平滑移動(dòng)的情況，像立方體和圓球。但現實(shí)生活中物件的形狀多樣，屏幕在適應時(shí)可能會(huì )發(fā)生顛簸，反饋起來(lái)就沒(méi)那么順利了。”

　　其它公司也在嘗試通過(guò)不同的方式提供觸摸反饋，位于加利福利亞洲的Tactus開(kāi)發(fā)出了一個(gè)擁有細微管道(管道內充滿(mǎn)液體)的屏幕，以水的顛簸跳動(dòng)模擬按鍵的觸感。

　　韋勒建議稱(chēng)，如果微軟這一研究成果能夠結合Tactus或其它一些公司的類(lèi)似技術(shù)，那么該屏幕離實(shí)際應用無(wú)疑又前進(jìn)了一步。

　　他指出：“微軟這一研究成果用于大腦掃描的觸摸反饋還有些遙遠，但我認為醫生或許可用它來(lái)做遠程顧問(wèn)工作。也就是說(shuō)，哪怕病人在另一家醫院甚至另一個(gè)國家，醫生也能夠遠程感覺(jué)到病人的腺體或腹部情況。”