微軟研發(fā)可用于醫(yī)療領(lǐng)域的3D觸覺(jué)反饋觸摸屏
來(lái)源:比特網(wǎng) 編輯:ann 2013-06-05 00:00:00 加入收藏 咨詢
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日前,BBC周三報(bào)道稱,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)給用戶提供反饋,使用戶能夠清楚地感覺(jué)到屏幕中物件的形狀和重量 。微軟稱這一研究成果可用于醫(yī)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(jī)械臂。微軟表示,該屏幕能夠根據(jù)用戶指尖施加的壓力來(lái)模擬出物件的形狀和重量。換句話說(shuō),用戶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(tǒng)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(jù)相應(yīng)的反饋?zhàn)枇ι蓤D像。
具體來(lái)說(shuō),當(dāng)用戶用手觸摸屏幕時(shí),系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輕微的阻力,確保用戶的一個(gè)手指與觸摸屏緊密接觸。如果此時(shí)用戶再加力按壓屏幕,該系統(tǒng)的機(jī)械臂就會(huì)相應(yīng)地向后平穩(wěn)移動(dòng)屏幕;如果用戶撤回一些力量,機(jī)械臂又會(huì)相應(yīng)地把屏幕向前平穩(wěn)推移。在這些動(dòng)作發(fā)生的同時(shí),計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)相應(yīng)的反饋?zhàn)枇φ{(diào)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(tǒng)還可以通過(guò)調(diào)整屏幕的位置來(lái)模擬物體的形狀。當(dāng)用戶的手指在屏幕上滑動(dòng)時(shí),系統(tǒng)可以通過(guò)反饋?zhàn)枇Φ拇笮『头较蚰M出物件的形狀。
微軟高級(jí)研究員邁克爾?帕胡德(Michael Pahud)稱:“當(dāng)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(duì)虛擬世界有一個(gè)真實(shí)的感覺(jué)。”
帕胡德的團(tuán)隊(duì)使用這一技術(shù),已經(jīng)讓用戶成功地感覺(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(xiàn)腫瘤
微軟稱這一研究成果可幫助醫(yī)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(yī)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(yī)生還可以繪制筆記,并標(biāo)記一個(gè)“觸覺(jué)制動(dòng)”,或稱為“力反饋標(biāo)記”,以便后來(lái)能夠快速地找到它。微軟研究人員表示,隨著時(shí)間的推移,這種標(biāo)記可以擴(kuò)展到用來(lái)標(biāo)記潛在的病變問(wèn)題。
帕胡德稱:“想象當(dāng)你摸到異常區(qū)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(tǒng)可以根據(jù)不同的觸摸對(duì)象設(shè)置不同的反饋?lái)憫?yīng)。”
顛簸的屏幕
一位醫(yī)學(xué)專家稱,微軟這一系統(tǒng)似乎很有潛力,但他同時(shí)指出,現(xiàn)階段人們對(duì)將觸覺(jué)反饋技術(shù)用于醫(yī)療的研究大都局限在機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和其它與健康相關(guān)的設(shè)備,表明現(xiàn)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(fù)責(zé)人彼得?韋勒(Peter Weller)表示,他擔(dān)憂微軟這一系統(tǒng)的屏幕不能提供足夠精確的的指示紋理。他認(rèn)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(tǒng)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(bǔ)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(xiàn)實(shí)生活中物件的形狀多樣,屏幕在適應(yīng)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(xì)微管道(管道內(nèi)充滿液體)的屏幕,以水的顛簸跳動(dòng)模擬按鍵的觸感。
韋勒建議稱,如果微軟這一研究成果能夠結(jié)合Tactus或其它一些公司的類似技術(shù),那么該屏幕離實(shí)際應(yīng)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(yuǎn),但我認(rèn)為醫(yī)生或許可用它來(lái)做遠(yuǎn)程顧問(wèn)工作。也就是說(shuō),哪怕病人在另一家醫(yī)院甚至另一個(gè)國(guó)家,醫(yī)生也能夠遠(yuǎn)程感覺(jué)到病人的腺體或腹部情況。”
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