触觉反馈技术在不同领域的应用与评估
在当今科技发展中,触觉反馈技术在多个领域展现出了巨大的应用潜力。本文将介绍两种不同的触觉反馈应用案例,一种是用于全手触觉反馈的圆柱形电触觉显示器,另一种是用于露天钻机的触觉反馈用户界面,并对它们的设计、实现和评估进行详细探讨。
圆柱形电触觉显示器的设计与实现
在远程和虚拟环境中,为了支持精确的手动任务,全手触觉反馈技术应运而生。研究人员构建了一种既能作为触觉传感器,又能提供触觉反馈的圆柱形电触觉显示器。
- 触觉空间分辨率的选择 :人类手指不同部位的触觉空间分辨率有所差异,指尖的两点辨别阈值约为 1.5 毫米,手指其他部位约为 3 毫米,手掌约为 8 毫米。考虑到抓握圆柱体时指尖常无法接触到表面,因此选择 3 毫米作为电触觉显示器所需的空间分辨率。
- 柔性电极单元的设计 :采用了具有 64 个(8×8)电极和一个驱动集成电路的柔性电极单元。使用柔性基板,使电极能够形成圆柱形表面。电极的间隔和直径分别为 3 毫米和 2 毫米。
- 电触觉显示器的整体构造 :总共使用了 24 个(8×3)单元,包含 1536 个(64×24)电极。圆柱体的直径为 61 毫米,略小于啤酒罐,高度为 96 毫米,足以覆盖整个手部。
初步评估
对该原型进行了两方面的测试:皮肤感觉的呈现和通过测量每个电极的阻抗进行触摸感应。
- 皮肤感觉呈现测试 :向三名参与者展示了圆周方向的移动线图案,他们都能清晰感知
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