南加大團隊發明“觸摸式”情感交流神器可實現遠程握手、擁抱等逼真效果

與人郡保持距離的問題也隨之而來，比如人們長時間待在房間，會無聊、孤獨。

元宇宙的興起，似乎可以解決現實中無法見面交流情感的問題。有科學家設想，如果能提供一種虛擬觸摸的場景體驗，人們還會孤單嗎？

南加州大學維特比工程學院計算機科學和機器人科學研究方向助理教授希瑟·卡伯特森表示： “ 盡管病毒大流行將我們和家人、朋友阻隔在世界各地，但是我們所研發的工具可以拉近人們彼此之間的距離。無論你身處何方，都可以像在現實中一樣，伸手和家人、朋友擁抱。”

盡管大流行造成的物質差距正在縮小，但由于我們的社區日益全球化，我們的家人和朋友仍然分散在世界各地。這樣的工具可以讓人們無論身在何方，都能伸出手來，觸摸自己的親人，拉近彼此的距離。

據悉，希瑟·卡伯特森一直致力于各種模擬觸摸理論的研究，最近她聯合斯坦福大學的研究人員做了一個有趣的設想，希望通過觀察一對伴侶能否使用他們所研發的工具，進行遠程情感溝通，彼此表達關懷。

與此同時， 他們將相關論文以《數據驅動的稀疏皮膚刺激可以向人類傳遞社交觸摸信息》為題發表。

該團隊表示， 在現實生活中， 人們57%的時間是通過面對面接觸，來表達、感知伴侶真實情感的。如果將人們與模擬情感交流的觸摸設備進行交互，僅有45%的人能夠真實地感受對方的情感表達，這種交流方式起到的作用非常有限。

希瑟· 卡伯特森稱她們所有研究的觸摸設備具有顯著的優勢，在本次模擬測試中，該工具在感知人類觸摸方面的準確率約為79%。

就如同兩個人在虛擬的世界中談話， 當另一個人觸摸你的手臂時，和真實世界中的感受一樣，特別是當你的手指隨著胳膊擺動的時候，這種感覺會更真實。

實際上， 人類有一種獨特的“觸摸語言”，通過科學技術等手段試圖發明一種完全仿真虛擬觸摸工具難度相當大，原因是這種虛擬觸摸工具所產生的觸感，其舒適程度很難與真實的肢體相媲美，更重要的是， 無法像人們一樣表達同情、悲傷等真情實感。

為了解決這一難題，該團隊結合多種觸感，設計出一套非常靈活的算法，從多個維度進行仿真。

首先，他們需要建立一個與人們曾經社交觸摸有關的數據集，通過對觸摸位置和該部位產生的壓力進行捕捉。然后，該團隊根據這些數據的變化，對人類的各種情感進行分類，包括快樂、悲傷、同情等，進而建立一個預先“錄制”好的信號庫。

其次，把捕捉到的這些信號轉換成觸覺像素，借助帶有觸感功能的可穿戴臂帶與測試者進行情感交流，該臂帶中所植入的小型揚聲執行器有上升和下降兩種模式，通過位置的移動傳達不同的觸感。

這種可穿戴臂帶內部微小的變化，就像手指從手臂上輕輕劃過，和真正的人類觸摸的感覺十分接近。

該團隊所開發的可觸摸情感交流工具共捕捉了661個觸摸數據，該研究結果表明，人們可以足不出戶就能感受到遠程溝通所帶來的逼真效果。

希瑟·卡伯特森表示：“我們下一步將在定制算法方面做進一步突破，提高可穿戴情感觸摸設備的準確性，為人們提供更精細的虛擬觸覺。”

此外，該設備除了可以用在社交場景，還可以將這種觸感技術運用于汽車領域，將該設備嵌入車輛座位下方， 為司機傳遞信息，甚至還可以應用于臨床，以減輕抑郁患者在治療中的壓力。 （綜合整理報道）（編輯/諾伊克）