觸覺通信技術 專題導讀

專題策劃人 周亮

南京郵電大學教授、博士生導師、通信與信息工程學院院長，教育部寬帶無線通信與傳感網技術重點實驗室主任;先后獲教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授、中共中央組織部“海外高層次青年專家”等榮譽稱號，獲國家自然科學基金委員會“優秀青年基金”資助;作為項目負責人和主要完成人，主持并參與了多項國家級重點科技攻關項目;發表論文多篇，擁有授權專利25項。

觸覺是人類感知并與外部環境交互的一類重要方式，它通過來自皮膚表面的敏感神經來感受接觸物的材質、運動、壓力、溫度等屬性。區別于傳統網絡信息傳輸，觸覺通信需要通過對觸覺控制信息的傳輸和反饋來進行精細的動作控制，通過與實際或虛擬的物體進行遠程實時交互來實現“技能傳輸”，通過視、聽、觸的多感知融合，實現“所見即所觸”。近年來，觸覺通信技術受到了全球學術界和工業界的極大關注。其中，國際電信聯盟（ITU）和電氣與電子工程師協會（IEEE）等國際標準化組織已著手觸覺通信相關領域的標準制訂。未來，觸覺通信將在智能交通、遠程醫療、工業物聯網、軍事訓練、遠程教育等人機交互場景中得到廣泛應用。

觸覺通信的關鍵挑戰之一是在無線移動場景下實現高可靠低延遲的觸覺信號傳輸。針對觸覺通信中的關鍵技術和挑戰，本期專題的多篇文章展開了討論?！队|感技術的現狀與發展》探討了觸感信號的主要特點和觸感交互面臨的挑戰，并對觸感信息獲取與再現、編碼、傳輸等技術的研究進行了綜合討論?！队|覺通信中的信號獲取與恢復關鍵技術》聚焦于觸覺通信中的發送端信號獲取和接收端觸覺恢復技術，對觸覺感受、觸覺信號的采集設備以及觸覺信號的表征進行了描述，并針對觸覺通信過程中可能存在的信號缺失、干擾等問題提出了同模態和跨模態的觸覺信號恢復技術?！睹嫦?G的觸覺互聯網關鍵技術與挑戰》從網絡架構、信息傳輸、資源管理3個層面系統性地提出了觸覺通信關鍵使能技術框架。《面向觸覺通信的預測窗口和計算卸載策略優化》構建了聯合預測和邊緣計算的觸覺通信框架，明確了時延和能耗之間的折中關系，并提出了發送者的預測效益概念，并以總預測效益最大化為目的，定義了多發送者的預測窗口和計算卸載策略聯合優化問題?！兑环N面向視觸融合人機交互的柔性觸覺傳感陣列》提出了一種面向視觸融合人機交互的三維柔性觸覺傳感器以及相應的觸覺采集軟硬件裝置，用于采集真實物理操作過程中的觸覺力信息。

本期的作者來自于知名高校與科研機構。面向觸覺通信技術與應用，作者們從網絡架構、信號處理、性能評估等方面介紹了該領域最新的研究成果和經驗。希望本期的內容能為讀者提供有益的借鑒與啟示。在此，對所有作者的大力支持表示由衷的感謝！

周亮2021年11月20日