http://www.physorg.com/news123851165.html
March 04, 2008
電腦，長期被當成設計與操縱 3D 物體的工具來使用，很快就能提供人們一種方式來感覺這些物體的「質感」，以及它們如何結合在一起，這得感謝在 CMU 所開發的觸覺（haptic，touch-based）界面。不同於大多數倚賴馬達與機械連接以提供某種觸感或力回饋的其他觸覺界面，由 Ralph Hollis，CMU 機器人研究所的研究教授，所開發的裝置利用磁浮以及單一一種活動部件，賦予使用者高度真實的體驗。使用者能察覺到質地、感覺堅硬的接觸與注意到位置微小的變化，並同時使用一種界面，能迅速回應動作。
"我們相信這種裝置能提供比現今世上任何觸覺界面還要逼真的觸覺，" Hollis 說，其研究小組在 1997 年打造出該裝置可運作的版本。然而，在 NSF 30 萬美金的挹注下，他們已經改善了它的效能，增強它的人因工程並降低其成本。這份補助金也讓他們能夠做出 10 份拷貝，其中 6 套分發給美加境內的觸覺研究者。
"我們已經從原型走向一個更先進的、其他研究者可使用的系統，" Hollis 說。將這器具交給其他研究者，對於像觸覺技術這樣一個年輕的、發展中的領域來說相當重要，他強調。雖然觸覺界面已用於工程設計、娛樂、裝配與遠端操縱機器人，以及醫療與牙科訓練，它們全部的潛力仍尚未被探索。尤其是磁浮式觸覺界面，因為可供研究者使用的（裝置）是如此稀少，他補充。
"這個種能負擔的起，而且也相當實用的裝置，" Hollis 說，他已設立一家衍生公司來建造額外的裝置。"現在其他人也能擁有這項技術，而這種再現技術能傳達相當真實的感覺。"
六套裝置將運送給哈佛、史丹佛、普渡與康乃爾的研究者，此外還有尤他與British Columbia。這些都是 Magnetic Levitation Haptic Consortium（磁浮觸覺聯盟）的成員，一個國際性團小組，專注於培養增加使用這種技術。
Hong Tan，普渡大學電子與電腦工程副教授，同時也是聯盟的成員，研究人類對於細微觸覺質地的感知 -- 這項工作需要解析度在微米等級的模擬。"這超越現今大多數在商業上可獲得之觸覺裝置的能力，而 Dr. Hollis 所開發的磁浮（maglev）裝置，將使我們我們能繼續進行這種研究，" 他說。
Rob Conway，CMU 技術轉移中心的計畫經理表示，"卡內基美隆的研究者藉由將觸覺回饋的世界與舒適的磁浮界面結合，開啟了新的可能性。磁浮使這種界面裝置與機械化的世界分離（decouples），消除了摩擦、後座力、跳躍、黏滯（sticking）與其他干擾效應，故使用者只感覺到完整的、準確到微米尺度的人造環境。"
這種系統排除了笨重的連接、纜線與今日市場上其他觸覺裝置普遍的機械複雜性，它只有單一一個輕量級的活動部件，那能夠懸浮在磁場上。
磁浮觸覺界面的核心，是一個碗型裝置，稱為浮力器（flotor），內嵌六個金屬線圈。流經線圈的電流會與其下的強力永久磁鐵互動，導致浮力器懸浮。一個控制把手附加在浮力器上。
使用者移動把手時很像電腦滑鼠，不過是在三維當中，具有 6 個自由度 -- 上下、左右、前後、搖擺（yaw）、投擲（pitch）與翻滾。光學感應器測量浮力器的位置與方向，而這種資訊則用以控制電腦中虛擬物體的地點與方位。
當虛擬物體遭遇其他虛擬表面以及物體時，相應的訊號會傳送到浮力器的電子線圈，導致使用者產生觸覺回饋。
Hollis 等人將在三月 13-14 日，於內華達 Reno 所舉辦的 IEEE 16th Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environments and Teleoperator Systems 示範這種新磁浮觸覺界面。
更多資訊： http://www.msl.ri.cmu.edu/projects/haptic_consortium/
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