论视触觉设计在室内公共空间中的应用策略

视触觉设计作为一种新的多感官设计,将视觉与触觉相结合,利用多感官设计的特点,创建新的思维方式,充分释放出空间的使用功能,使人们与空间得到更好地交流与互动.由于社会的不断发展和科技的不断进步,以及室内公共空间的多样性,人们对于感官刺激是极其需要的,它能够帮助人们更好地处理人与人、人与物、人与空间的互动关系.视触觉作为一种新兴的感官设计,为室内公共空间提供了十分有利的感官体验.因此,本论述阐述了视触觉在室内公共空间中的作用,通过对客观材料及人体生理感受的分析,提出了视触觉的典型表现形式,同时提出了视触觉在室内公共空间中的应用策略.     

气动点触觉再现分析与实验研究

为研究模拟再现虚拟物体的几何形状、材质以及粗糙度等属性信息,提出基于单喷嘴喷气再现点触觉的方法,并建立手指皮肤和喷嘴的流固耦合有限元模型.将触摸小球时采用有限元模型的计算结果作为标准来分析气动喷嘴再现点触觉.提出有效触感宽度的概念,结合应变能密度及SS率等表征触觉的物理量分析了喷嘴直径、接触高度和入口压力对点触觉的影响.实验表明,分析结论与实验结果相符,为气动喷嘴设计提供了很好的参考依据.     

触觉信息处理及其脑机制

 触觉不仅包含对物理特征的感知,还包括对情感性信息的识别,其信息的整合是人类认识环境的基础。本文阐述了编码不同特征触觉信息的皮肤感受器是触觉信息感知的结构基础;讨论了触觉信息在外周和中枢神经系统的加工机制。其中脊髓背角是触觉信息在皮层下水平加工的初级枢纽,躯体感觉皮层是加工触觉信息的主要脑区,且针对不同特征的触觉信息加工,存在相对独立的脑网络连接。本文还探讨了触觉与跨模态感觉的交互作用,揭示了多模态感觉信息整合的神经机制及其广泛的应用价值。     

盲文平面触觉凸图研究

国际盲人教育界对盲文平面触觉凸图的认识有一个曲折的过程。关于平面触觉凸图的作用也有不同的派别。对平面触觉凸图的设计、制作和使用存在很多疑问和困惑，甚至存在以视觉标准制作平面触觉凸图的误区。国外近20年关于盲文平面触觉凸图的研究有了突破性的进展，国内还处在比较原始的状态。本文系统阐述了盲文平面触觉凸图的意义，讨论了平面触觉凸图的制作和分类，开创了国内盲文平面触觉凸图研究的先河。     

一种全柔性电容式触觉传感器设计与试验

为实现法向力与切向力感知,设计了一种可用于机器人仿生皮肤的电容式柔性触觉传感器,并设计成阵列结构.以硅橡胶为柔性基体,有机硅导电银胶为上下两柔性极板,共同构成电容式触觉敏感单元.分析并介绍电容式柔性触觉传感器的工作原理、结构设计及触觉信息采集与处理系统.可实现法向力0~5 N范围内灵敏度为6.78 f F/N,切向力0~3 N范围内灵敏度为11.45 f F/N的触觉感知功能.试验结果表明,该全柔性电容式触觉阵列传感器具有良好的稳定性与灵敏度,可用作人工皮肤实现触觉感知.     

人手柔性触觉感知特性

提出了一种新颖的基于弹性梁有效变形长度控制的柔性触觉感知再现方法,并研制了柔性触觉感知装置.通过在该柔性触觉装置上进行实验,对人手的柔性触觉感知特性进行了研究,得出一些结论.刚度越大,分辨率越低,随着刚度的增大,相比较的2个物体间需具有更大的刚度差异才能够分辨.当人们触摸物体时,习惯的次数为2～6次,按压频率主要分布在0.3～1.3 Hz.实验点的刚度越大越难记忆.连续感知的正确率要明显高于不连续感知的正确率.本实验方法简单有效,得出的实验结论不仅可用来改进触觉再现装置的设计,而且为触觉再现技术的研究提供了生理学依据.     

机器人触觉传感器的优化设计

本文讨论了机器人阵列式触觉传感器的理论设计参数和实际制造参数,并用组合法辨识方法对设计参数进行了优化设计,给出了可供参考的设计值。     

触觉美感的美学依据——论书法艺术的触觉美感其二

触觉美感是一个被美学忽视的问题。西方理性主义传统美学错误地认为触觉只是本能的官能感觉。而其宗教视之更不在话下。中国审美文化也避讳或忽略这个问题,但从其整体思维与全面体味的思维方式和审美情趣上看,似乎隐隐地透露出触觉美的一些信息。马克思关于整体的人和人的本质力量以及人与自然、人与工具等重要思想是我们思考触觉美感最重要的理论基础。     

三维涡流结构的触觉表达

将虚拟现实的力反馈技术与科学计算可视化技术结合起来，提出了融合虚拟现实中视觉和触觉通道来理解涡流特征的方法．涡流特征的许多属性视觉无法表达，而触觉则是非常理想的手段．用视觉表达涡流特征的几何外形，用触觉来获知涡流的核线位置及其旋转强度，可在一个视图中表达涡流特征．开发了一个触觉可视化原型并介绍了其在工程中的实际应用．     

新型光纤阵列触觉传感器

介绍了采用微弯效应和横向耦合效应新原理设计的新型柔性光纤阵列触觉传感器及它的结构、工作原理、接口技术和性能实验情况。这是一种皮肤状、有研究前途的新型触觉阵列。     

认识触觉世界

正这是一个最缺乏了解的世界一只仿生手臂怎样实现触觉?触觉产生的原理是什么?人们研究触觉能做什么?美国克利夫兰,2月的一天。48岁的伊戈尔.斯派提克在用他的新手臂去感知一个不存在的小球。他6年前在一次工业事故中不幸失去了右手前臂,如今多亏了仿生手臂,让他重新找回了——触觉。神经传感仿生手臂让人再次恢复触觉俄亥俄州凯斯西储大学的达斯汀·泰勒教授是克     

基于磁流变阻尼器的触觉反馈系统

针对传统触觉反馈系统安全性差、响应时间长、容易失真等问题,设计一种以磁流变阻尼器为核心的触觉反馈系统,并基于Bingham模型推导了磁流变阻尼器的输出阻尼力计算公式。Simulink仿真结果表明:磁流变阻尼器的位移、速度与阻尼力的关系符合Bingham模型,体现较好的动态性;当电流控制器输出电流为0~1 A,速度为10 mm/s时,输出阻尼力大小连续可调,最大阻尼力为19.6 N,最小为2.435 4 N。理论和仿真结果吻合,验证了该触觉反馈系统的可行性。     

触觉及其再现——触觉学研究进展

高精密度触觉反馈的产生对于沉浸在虚拟现实和远程操作系统中的下一代将会是至关重要的。尽管在这个领域中取得了许多技术进步，但是完美沉浸感的触觉显示的发展不能仅仅沿着技术创新发展，还需要对人类触觉感知的精神物理学机理的深入理解和利用。本书总结了TOUCH-HapSys研究项目的主要成果，该项目受到了欧盟第5框架计划的IST计划财政支持，它构成了对新一代高保真度触觉显示技术的重要贡献。     

触觉的频率分辨机制研究

振动信号在触觉通信中常用来承载快速信息．深入研究触觉的频率分辨机制和能力,可以为设计触觉通信中的振动信号提供理论指导．对13名自愿者触觉的频率分辨精度和分辨速度进行了6个月的训练,并记录下不同阶段的分辨能力．结果表明：触觉根据周期差异来分辨不同振动信号,分辨功能在大脑皮层内完成;经过6个月训练后能够分辨开的振动信号间的最小周期差为1ms,能分辨的最高振动频率为250～322Hz,分辨时所需的振动信号最短保持时间为0．2s．     

基于微机电系统的水下灵巧手触觉力测量传感器

为了实现深水环境下水下灵巧手抓取目标的定位及触觉力感知,设计了阵列式触觉力测量传感器.以硅杯作为力敏感核心,利用胶囊式差压状结构实现了水的静态压力矢量叠加下的触觉力测量,并消除了水的静态压力对触觉力测量的影响.利用弹性力学与板壳理论分析了方形硅杯底部变形与应力的解析解,并与有限元法的分析结果加以对比.结果表明,所设计的灵巧手触觉力测量传感器具有样本抓取的触觉感知及位置感知,其胶囊式差压状结构使得触觉力测量传感器能够消除水的静态压力的影响,硅杯式测量结构具有灵敏度高、误差小、输出应力大的特点.     

基于穿戴型振动触觉数据腰带的方位提示实验研究

振动触觉数据腰带是将环境信息(主要是方位信息)按照一定规则转换为振动触觉刺激并作用于人腰部的装置.以穿戴型振动触觉数据腰带实验系统为基础,进行触觉提示定位实验,验证了触觉方位提示的有效性和准确性,并在此基础上提出有效的振动触觉编码方式.从人对触觉刺激的主观感知适应性角度,分析比较了有训练和无训练情况下使用者对触觉提示方向定位的准确性.结果表明,适应性训练有助于受试者快速熟悉触觉编码规则,提高辨识准确率.在改进振动触觉编码模式方面,由用单一电机振动表征方位信息,改变为用多个电机同时振动的动态编码方式表征方位信息.实验结果表明,采用动态编码方式的信息提示准确率总体高于单一振动编码,但在某些方向上,人的触觉提示辨识准确率有一定降低.因此今后的改进设计可以针对不同的方位采用混合编码.     

三维力柔性触觉传感器设计

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.     

基于融合分布图网络的触觉压力足迹分类方法

随着生物特征识别技术的发展,触觉压力足迹分类的研究得到越来越多的应用,而传统的分类方法比较耗费人力.针对触觉压力足迹分类,本研究提出了一种融合分布图网络的触觉压力足迹分类方法.首先通过嵌入模块提取触觉压力足迹图像的卷积特征并采用范数正则化方法得到样本相关性矩阵,再将样本与标签one-hot向量构成融合相关性矩阵,通过自...     

面向脑卒中康复的气袋式触觉反馈单元特性研究

针对现阶段气袋式触觉反馈装置难以准确呈现交互效果及同时表征触觉力和触觉面积的问题，开展了气动触觉单元的静态特征和动态特征研究。依据气动触觉单元的几何约束条件建立了静态压力分布模型，类比电路电容放电模型构建了动态压力响应模型。制作了3种规格的气袋触觉单元并进行了特征实验测试，结果表明，静态压力分布模型的拟合触觉面积误差为6.94%,中型气袋(14.4 mm×9.4 mm)及以下规格的气动单元响应时间在0.5 s以内。采用中型气袋搭建了躯干触觉反馈系统，并进行了触觉感知实验，通过调节充气限制高度以表征不同的触觉面积，通过改变气袋气压大小以表征不同的触觉力。实验结果表明，被试者对其产生的触觉面积和触觉力感知识别率分别为87.25%和89.67%。气袋式触觉反馈单元特性研究为触觉反馈装置的设计参数选择提供了依据，可以使脑卒中患者在康复训练中快速感受到触觉面积和触觉力，从而提高患者的康复训练体验。     

利用触觉技术实现盲人在线阅读

本文介绍了利用射流技术将图形文字转换成触觉感应信号的技术,使盲人通过触觉阅读电脑中数字化的文章和书籍,为盲人上网提供了条件。本文已经进行了初期的实验,并取得了很好的结果。