虚拟现实技术：触觉与力觉反馈设备

在虚拟世界中，人不可避免地会与虚拟世界中的物体进行接触并进行各种交互。在虚拟现实系统中，接触可以按照提供给用户的信息分为触觉反馈和力觉反馈两类。人们一方面是利用触觉和力觉信息去感知虚拟世界中物体的位置和方位；另一方面是利用触觉和力觉操纵和移动物体来完成某种任务。在虚拟环境中，缺乏触觉识别就失去了给用户的主要信息源。触觉与力觉系统允许用户接触、感觉、操作、创造及改变虚拟环境中的三维虚拟物体。人类的接触功能在与虚拟环境交互中起着重要的作用。触觉不仅可以感觉和操作，而且是人类许多活动的必要组成部分。因此，没有触觉和力觉反馈，就不可能与环境进行复杂和精确的交互。

在触觉和力觉这两种感觉中，触觉的内容相对丰富，触觉感知给用户提供的信息有物体表面几何形状、表面纹理、滑动等。力觉反馈给用户的信息有总的接触力、表面柔顺、物体重量等。但目前的技术水平只能做到提供最基本的“触到了”的感觉，无法提供材质、纹理、温度等感觉。

1.触觉反馈装置

触觉反馈在物体辨识与操作中起着重要的作用。同时，它也检测物体的接触，所以在任何力觉反馈系统中都是需要的。人体有20种不同类型的神经末梢给大脑发送信息。多数感知器是热、冷、疼、压、接触等感知器。触觉反馈装置就是给这些感知器提供高频振动、压力分布、温度分布等信息。(www.xing528.com)

就目前技术来说，触觉反馈装置主要局限于手指触觉反馈装置。按触觉反馈的原理，手指触觉反馈装置可分为基于视觉式、电刺激式、神经肌肉刺激式、充气式和振动式5类。

2.力觉反馈装置

力觉反馈是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间运动转变成周边物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。力反馈技术最早被应用于尖端医学和军事领域。在实际应用中，常见的设备有力反馈鼠标、力反馈手柄、力反馈手臂、力反馈的Rutgers轻便操纵器、LRP手操纵器等。