2013年7月11日 星期四

微軟研發3D觸覺反饋觸摸屏:可用於醫療領域




  新浪科技訊 香港時間7月11日消息,BBC(英國廣播公司)報導稱,微軟正在研發一種3D觸覺反饋觸摸屏,該螢幕使用觸覺反饋技術,通過阻力和振動給用戶提供反饋,使用戶能夠清楚地感覺到螢幕中物件的形狀和重量。微軟稱這一研究成果可用於醫療和遊戲領域。

  微軟一研究部門週二公佈了這一螢幕的最新研究成果。這個3D觸覺反饋觸摸屏包含一個LCD平板螢幕、多個力傳感器和一個可來回流動的機械臂。微軟表示,該螢幕能夠根據用戶指尖施加的壓力來模擬出物件的形狀和重量。換句話說,用戶用不同力量按壓螢幕中的不同物件時,會感覺到它們的重量不同。

  模擬形狀

  這個系統能夠模擬物理觸覺的訣竅在於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。

  具體來說,當用戶用手觸摸螢幕時,系統會產生一個輕微的阻力,確保用戶的一個手指與觸摸屏緊密接觸。如果此時用戶再加力按壓螢幕,該系統的機械臂就會相應地向後平穩流動螢幕;如果用戶撤回一些力量,機械臂又會相應地把螢幕向前平穩推移。在這些動作發生的同時,計算機會根據相應的反饋阻力調整螢幕中物件的尺寸和角度,生成3D效果圖。

  因此,假如螢幕中有幾個不同質地立方體,石頭材質的立方體需要更大力量去推動,而海綿材質的立方體則需要更小的力。



石頭材質的立方體需要更大力量去推動,而海綿材質的立方體則需要更小的力

  此外,該系統還可以通過調整螢幕的位置來模擬物體的形狀。當用戶的手指在螢幕上滑動時,系統可以通過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:“當你的手指在螢幕上滑動式,人體感官就融入了立體視覺。如果我們讓你指尖流動的線路銜接正確,並不斷更新視覺效果,那麼就能深度感知你手指的流動情況,就足以讓你的大腦對虛擬世界有一個真實的感覺。”

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

  觸摸併發現腫瘤

  微軟稱這一研究成果可幫助醫生探索人體掃瞄。為此微軟製作了一份演示,展示了使用核磁共振成像(MRI)掃瞄人體大腦,醫生可以通過觸摸螢幕巡覽大腦切片的不同位置。

  在演示中,醫生還可以繪製筆記,並標記一個“觸覺制動”,或稱為“力反饋標記”,以便後來能夠快速地找到它。微軟研究人員表示,隨著時間的推移,這種標記可以擴展到用來標記潛在的病變問題。

  帕胡德稱:“想像當你摸到異常區域時會收到觸覺反饋的情景吧,譬如一個腫瘤。系統可以根據不同的觸摸對象設置不同的反饋響應。”

  顛簸的螢幕

  一位醫學專家稱,微軟這一系統似乎很有潛力,但他同時指出,現階段人們對將觸覺反饋技術用於醫療的研究大都局限在機器人手術系統和其它與健康相關的設備,表明現在的反饋靈敏度還不夠可靠。

  特別地,倫敦城市大學健康信息中心負責人彼得‧韋勒(Peter Weller)表示,他擔憂微軟這一系統的螢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流動,那微軟這個系統的螢幕就得頻繁地上下左右流動,精度是個問題。”

  他補充道:“微軟在示例中展示的都是只需平滑流動的情況,像立方體和圓球。但現實生活中物件的形狀多樣,螢幕在適應時可能會發生顛簸,反饋起來就沒那麼順利了。”

  其它公司也在嘗試通過不同的方式提供觸摸反饋,位於加利福利亞洲的Tactus開發出了一個擁有細微管道(管道內充滿液體)的螢幕,以水的顛簸跳動模擬按鍵的觸感。

  韋勒建議稱,如果微軟這一研究成果能夠結合Tactus或其它一些公司的類似技術,那麼該螢幕離實際應用無疑又前進了一步。

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



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