31、触觉系统与虚拟环境的应用与辅助：教育、医疗和工业领域的探索

触觉系统与虚拟环境的应用与辅助：教育、医疗和工业领域的探索

在科技不断发展的今天，触觉系统与虚拟环境的结合正逐渐展现出巨大的潜力。通过沉浸式和交互式体验，用户能够在安全可控的环境中获得真实感，进而提升自身的经验和能力。下面将详细介绍这一技术在教育、医疗和工业领域的训练与辅助应用。

训练应用

触觉系统通过触觉接口模拟触摸感受，虚拟环境则借助计算机图形模拟人类交互的物理环境。二者结合旨在增强用户在训练等方面的体验。

教育领域

• 多技术模拟学习 ：采用多种数字技术（混合现实）的模拟有助于改善学习过程，带来认知和动机方面的益处。
• 物理学习模拟器 ：
  • 模型与原理 ：提出具身理解的教学模型，主张知识获取应先采用多模态（视觉、听觉、触觉），后续指令减少感官模态。以齿轮力传递实验模拟器为例，使用微软的Sidewinder Force - Feedback Joystick II作为触觉接口，学生可改变传动配置，观察齿轮运动和力的变化。
  • 实验结果 ：触觉反馈对学生理解后续少感官模态指令及知识迁移有积极作用。
• 虚拟实验室软件 ：
  • 优点 ：经济节省、灵活性高、可多次访问、参数易调整、抗损坏且能展示黑箱。
  • 问题 ：