看不见摸得见

触觉技术可以让你在手机的触摸屏上感受到传统物理键盘的质感。然而仅此而已吗?

蒙上眼睛都能做些什么?除了睡觉、听音乐，还可以在一个完全平坦的触摸屏上，准确无误地按下自己想要拨打的电话号码。“盲人摸象”这个词在当今这个时代绝不再是个贬义词，即便是先天失明的人，也应有权知道一头大象到底长什么样子，或者说至少应该有机会亲手摸摸大象。可是怎么才能摸全呢?真的让盲人去摸一只活生生的大象，第一相当危险，其次难免不会重蹈古代摸象的覆辙。

握住“显示器”里的手

用标本?模型?冷冰冰的全然没有生气，费时费力而又难尽如人意。美国电气工程师詹姆斯・韦斯特(James West)说他有好办法――让盲人尽情地抚摸视频中真实而又安全的影像。怎么摸?视觉3D之后，触觉也将可能被3D化。

1962年，詹姆斯・韦斯特和格哈德・塞斯勒(Gerhard Sessler)在贝尔实验室发明了驻极体麦克风。这个发明为韦斯特带来了美国最高荣誉――国家科技奖章。之后他转战另一尖端科技――触感显示器领域。而这个发明事后成为了新领域的重要组成部分。

韦斯特一只手戴上自制的触感手套摸向面前的“显示器”，“显示器”中是另外一只手，就像米开朗基罗的名画《创造亚当》里的亚当，微微的伸出手期待着触碰。韦斯特的食指终于碰到了它，一点点压力由食指肚蔓延开来。他瞬间激动地握住了那只手，真实握住东西的感受在手中荡漾。

可是理智的韦斯特立刻从兴奋之余发现了问题，他手中的确有各种压力感，虚拟手的骨骼结构都能如实的摸到，但在手里握的仅仅是一系列压力数据群，着实没有手的感觉。

不仅是给手指头压力那样简单

近来，由日本NTT(日本电报电话公共公司)的研究人员了一套全新的三维显示系统，名为“Tangible-3D”。这套系统可以还原三维影像中的触觉感受。也就是说，当观众戴上特别的手套之后，就可以触摸视频中物体，而其物理数据会同时传送到手套上，通过触觉传感器最终让用户体验到三维影像和物理触觉。

其实产生触感的方法很简单，就像韦斯特所作，给肌肤表面施加相应的压力便可实现。不过也正如韦斯特苦恼的一样，虽然压力可以让人产生有物体存在的感觉，但在仿真性上离盲人摸象的要求还差之甚远。

韦斯特带着如此棘手的技术性问题加入了名为“用于弱视及盲人的动态触觉接口”的项目研究团队，研究团队领导人是纽约城市大学工程系教授伊纳・克雷奇施马尔(Ilona Kretzschmar)。项目的目标是可以带给盲人畅游网络的新机会，但对于韦斯特来说，有了更多的实验机会和时间。

让盲人可以上网

克雷奇施马尔教授说，她想“开发一种可行的动态触觉接口，从而让图形及画面信息以实时方式在触觉而不是视觉空间中被呈现。”也就是说，这个项目想要做的是更具有实际意义的东西，设计的触觉显示器将包含一体化的触摸屏，将激活图标和真实的触感融为一体。可以触摸并感受到的激活图标，正是盲人使用电脑所最需要的。

在发明驻极体麦克风时，韦斯特曾利用过驻极体的充电高分子膜，为的是免除了对充电电源的需求。而在本项目研发中，韦斯特再次拾起了自己的看家本领。只不过在新研发的触感显示器中，虽然仍是由电器讯号引起高分子隔膜的运动，但其工作方式与驻极体麦克风正好相反，把信号发送到有电的聚合体上，隔膜则会稍稍地升起，然后做出响应。

身为材料科学专家的克雷奇施马尔教授对该计划做出了极大的贡献。她合成了一种名为Janus(罗马神话人物)的奈米珠(nanoscale beads)，以用于覆盖触感显示嚣的表面。

日本人的进展很快

与此同时，2009年8月，东京大学信息理工学系系统信息学专业筱田裕之研究室，在计算机图形技术国际会议“SIGGRAPH 2009”上了他们最新的研发成果――可以不通过媒介，直接给手以三维物体触感的“触摸全息”系统。这令韦斯特眼前一亮。

此系统的核心便是一台与众不同的触觉显示器。该显示器由18×18个超音波发送器排列组成，从外观上来看就很容易理解，它提供给人的只有触觉，但其方法并不是运用通常所能见到的特制手套，而是超声波。

在会议上，筱田裕之研究室现场演示了“触摸全息”系统。当使用者在3D显示器跟前移动手部时，测距传感器就会进行追踪(当然，这个追踪的时间短之又短，对于人的感知速度来说是微乎其微的)，将位置信息传递给触觉显示器和3D显示器(这依旧是在人并未察觉之际便完成的)。根据手的动作，使雨滴等3D影像随之运动。雨滴的影像落到手部所在的地方时，超声波就会同时向此处聚焦，给手部以轻微撞击，实现如同触摸到雨滴般的感觉。虽然是超声波，手便能“听”到。

不用戴手套而感受压力

脱掉链接各式仪器的手套，仍能实现“触摸全息”效果，必定是令人为之一振，只是该技术仍有相应的缺陷。比如，由于手部受到的冲击较小，有人感觉不到。此外，尽管是超声波，但在感觉到冲击的同时还是能听到声音。

在2010年的2月，上海大学直线驱动技术研究室的李朝东教授在自己的博客上消息，宣告研究室用了5年时间来钻研的触觉显示器样机已经实现了。“想想以后的笔记本电脑上都有一个触摸屏，你可以随时从上面感受到多种物体逼真的表面触感：木板表面、玻璃、纸张、金属表面、砂纸、皮革、经表面处理的漆面、沙粒面等的手摸触感都不在话下。”

如今，触觉技术在各领域里已经得到了广泛的运用。比如在视频游戏当中，人机对战的乒乓球比赛不再仅仅是玩家们在空气中挥挥球拍，而是玩家手中的球拍上有着击中乒乓球的真真切切的感觉。另外，在航天培训当中，宇航员通过相应设备，可以在绝对安全的环境下，进行更具实战意义的模拟太空作业训练。不过，就像触摸屏手机只是揭开了触摸科技的冰山一角一样，触觉技术的应用仍然有着太多不可限量的空间尚未触及。

来点更肉麻的幻想

试想一下，一个在国外工作的丈夫，与妻子相约在网上见面。东拉西扯的聊了许多鸡毛蒜皮的琐事之后，二人忽然沉默了片刻，妻子微微的说：“老公……抱抱我……”而丈夫该怎么办呢?发一个“抱抱”的QQ表情吗?

触觉显示器可以杜绝这样的苦情戏。丈夫可以张开双手，而妻子耸耸肩靠到丈夫的怀里。假若此时音乐响起，定是深情而略带忧伤的旋律。

触觉显示器的研发，从长远的角度来看，将并不仅仅是帮助盲人们探知世界、从手上获得的另一双可靠的眼睛，或许，还能因为触觉显示器的广泛应用，大大缓解现如今因交通阻隔而引起的离婚率逐步上升的社会问题，同时寻找到人类感知方式上的新平衡点。