微软新3D触觉反馈触摸屏 医疗领域应用潜力很大

近日消息，微软正在研发一种3D触觉反馈触摸屏，该屏幕使用触觉反馈技术，通过阻力和振动给用户提供反馈，使用户能够清楚地感觉到屏幕中物件的形状和重量。微软称这一研究成果可用于医疗和游戏领域。

微软一研究部门周二公布了这一屏幕的最新研究成果。这个3D触觉反馈触摸屏包含一个LCD平板屏幕、多个力传感器和一个可来回移动的机械臂。微软表示，该屏幕能够根据用户指尖施加的压力来模拟出物件的形状和重量。换句话说，用户用不同力量按压屏幕中的不同物件时，会感觉到它们的重量不同。

模拟形状

这个系统能够模拟物理触觉的诀窍在于能够感受不同程度的外界压力，从而根据相应的反馈阻力生成图像。

具体来说，当用户用手触摸屏幕时，系统会产生一个轻微的阻力，确保用户的一个手指与触摸屏紧密接触。如果此时用户再加力按压屏幕，该系统的机械臂就会相应地向后平稳移动屏幕;如果用户撤回一些力量，机械臂又会相应地把屏幕向前平稳推移。在这些动作发生的同时，计算机会根据相应的反馈阻力调整屏幕中物件的尺寸和角度，生成3D效果图。

因此，假如屏幕中有几个不同质地立方体，石头材质的立方体需要更大力量去推动，而海绵材质的立方体则需要更小的力。

石头材质的立方体需要更大力量去推动，而海绵材质的立方体则需要更小的力

此外，该系统还可以通过调整屏幕的位置来模拟物体的形状。当用户的手指在屏幕上滑动时，系统可以通过反馈阻力的大小和方向模拟出物件的形状。

微软高级研究员迈克尔·帕胡德(Michael Pahud)称：“当你的手指在屏幕上滑动式，人体感官就融入了立体视觉。如果我们让你指尖移动的线路衔接正确，并不断更新视觉效果，那么就能深度感知你手指的移动情况，就足以让你的大脑对虚拟世界有一个真实的感觉。”

帕胡德的团队使用这一技术，已经让用户成功地感觉到虚拟的杯子和圆球等物件。如果不是“感觉”而是“看”这些立体视觉效果，则需要佩戴特殊的眼镜。

触摸并发现肿瘤

微软称这一研究成果可帮助医生探索人体扫描。为此微软制作了一份演示，展示了使用核磁共振成像(MRI)扫描人体大脑，医生可以通过触摸屏幕巡览大脑切片的不同位置。

在演示中，医生还可以绘制笔记，并标记一个“触觉制动”，或称为“力反馈标记”，以便后来能够快速地找到它。微软研究人员表示，随着时间的推移，这种标记可以扩展到用来标记潜在的病变问题。

帕胡德称：“想象当你摸到异常区域时会收到触觉反馈的情景吧，譬如一个肿瘤。系统可以根据不同的触摸对象设置不同的反馈响应。”

颠簸的屏幕

一位医学专家称，微软这一系统似乎很有潜力，但他同时指出，现阶段人们对将触觉反馈技术用于医疗的研究大都局限在机器人手术系统和其它与健康相关的设备，表明现在的反馈灵敏度还不够可靠。

特别地，伦敦城市大学健康信息中心负责人彼得·韦勒(Peter Weller)表示，他担忧微软这一系统的屏幕不能提供足够精确的的指示纹理。他认为：“如果你的手指在比较粗糙的物件表面移动，那微软这个系统的屏幕就得频繁地上下左右移动，精度是个问题。”

他补充道：“微软在示例中展示的都是只需平滑移动的情况，像立方体和圆球。但现实生活中物件的形状多样，屏幕在适应时可能会发生颠簸，反馈起来就没那么顺利了。”

其它公司也在尝试通过不同的方式提供触摸反馈，位于加利福利亚洲的Tactus开发出了一个拥有细微管道(管道内充满液体)的屏幕，以水的颠簸跳动模拟按键的触感。

韦勒建议称，如果微软这一研究成果能够结合Tactus或其它一些公司的类似技术，那么该屏幕离实际应用无疑又前进了一步。

他指出：“微软这一研究成果用于大脑扫描的触摸反馈还有些遥远，但我认为医生或许可用它来做远程顾问工作。也就是说，哪怕病人在另一家医院甚至另一个国家，医生也能够远程感觉到病人的腺体或腹部情况。”