微軟新3D觸覺反饋觸摸屏 醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用潛力很大

近日消息，微軟正在研發(fā)一種3D觸覺反饋觸摸屏，該屏幕使用觸覺反饋技術(shù)，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。

微軟一研究部門周二公布了這一屏幕的最新研究成果。這個3D觸覺反饋觸摸屏包含一個LCD平板屏幕、多個力傳感器和一個可來回移動的機(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模擬出物件的形狀和重量。換句話說，用戶用不同力量按壓屏幕中的不同物件時，會感覺到它們的重量不同。

模擬形狀

這個系統(tǒng)能夠模擬物理觸覺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。

具體來說，當(dāng)用戶用手觸摸屏幕時，系統(tǒng)會產(chǎn)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屏幕，該系統(tǒng)的機(jī)械臂就會相應(yīng)地向后平穩(wěn)移動屏幕;如果用戶撤回一些力量，機(jī)械臂又會相應(yīng)地把屏幕向前平穩(wěn)推移。在這些動作發(fā)生的同時，計(jì)算機(jī)會根據(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，而海綿材質(zhì)的立方體則需要更小的力。

石頭材質(zhì)的立方體需要更大力量去推動，而海綿材質(zhì)的立方體則需要更小的力

此外，該系統(tǒng)還可以通過調(diào)整屏幕的位置來模擬物體的形狀。當(dāng)用戶的手指在屏幕上滑動時，系統(tǒng)可以通過反饋?zhàn)枇Φ拇笮『头较蚰M出物件的形狀。

微軟高級研究員邁克爾·帕胡德(Michael Pahud)稱：“當(dāng)你的手指在屏幕上滑動式，人體感官就融入了立體視覺。如果我們讓你指尖移動的線路銜接正確，并不斷更新視覺效果，那么就能深度感知你手指的移動情況，就足以讓你的大腦對虛擬世界有一個真實(shí)的感覺?！?BR>
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“觸覺制動”，或稱為“力反饋標(biāo)記”，以便后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(biāo)記可以擴(kuò)展到用來標(biāo)記潛在的病變問題。

帕胡德稱：“想象當(dāng)你摸到異常區(qū)域時會收到觸覺反饋的情景吧，譬如一個腫瘤。系統(tǒng)可以根據(jù)不同的觸摸對象設(shè)置不同的反饋響應(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，但他同時指出，現(xiàn)階段人們對將觸覺反饋技術(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，那微軟這個系統(tǒng)的屏幕就得頻繁地上下左右移動，精度是個問題?！?BR>
他補(bǔ)充道：“微軟在示例中展示的都是只需平滑移動的情況，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)時可能會發(fā)生顛簸，反饋起來就沒那么順利了?！?BR>
其它公司也在嘗試通過不同的方式提供觸摸反饋，位于加利福利亞洲的Tactus開發(fā)出了一個擁有細(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)生或許可用它來做遠(yuǎn)程顧問工作。也就是說，哪怕病人在另一家醫(yī)院甚至另一個國家，醫(yī)生也能夠遠(yuǎn)程感覺到病人的腺體或腹部情況。”