万物皆可摸？这些技术或许能帮你实现「宅男梦」 (万物皆可ink)

暴雨中潮湿的土地、雪山峰顶冰凉的岩壁、爱慕之人像麦浪一般起伏的身体……你可能曾把不可触摸之物在脑海中幻想过一万遍，但没想到这很快能成真。霓虹国前阵子就推出了一项关于「虚拟触觉」的新技术。它由日本产业技术综合研究所的研究人员中村则雄近日发明，能搞定VR和AR「看得见摸不着」的问题。虚拟触觉的本质在于「欺骗」大脑。这一款小巧的手握式设备利用了这点，只要将它一端连接到定位器、电脑等设备，人们握住它就能感觉到轻微振动。

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▲虚拟触摸设备这个轻微振动并不简单：当左右前后拉伸移动设备时，就像在拉拽皮筋或按压弹簧，它能发出特殊的振动波来*皮肤，传递信号「欺骗」大脑，然后你就能选择各式各样的触觉体验，满足一些大胆的想法。不过记者现场的体验很简单：握住这款小型设备时，当电脑呈现出砂石或者粗糙壁纸的图案时，移动手持设备就像触摸到真实的物体。其实，这款设备只是掀开了虚拟世界的一个小入口。

虚拟触觉的「奥秘」现在虚拟现实的样子就是：听得到、看得到，但感觉不到任何东西。想象一下：在虚拟世界中，我们伸手想温柔抚摸的人，伸过去却只能穿过泡影；我们将一块*砸入海浪之中，但像搬起一块棉花一样毫无知觉；我们在高楼厦宇间飞身跳跃，但是却无比清晰地感觉到自己只是在平地奔跑……这是一种诡异的体验，但人们很容易就沉浸在现有的新鲜感中失去判断。

对听觉和视觉来说，每秒帧的电影就能欺骗眼睛和耳朵，但是虚拟触摸很难被大脑当真。触摸感形成于一片非常复杂的细胞网络，它可以检测到不一样类型的物理接触，以告诉你柜子要用多大力度打开，电梯的按钮要怎样才能启动等等，这些信息都需要基于与物品的互动，并将意识源源不断综合起来流向大脑。因此虚拟触觉就得让你的手指「接触」到物体表面，并给你足够多的信息让你的大脑相信物体就在那里。这个信息就来源于我们每天与真实物体触摸交互时产生的振动。

▲Plexus虚拟现实手套我们的手指可以感觉到赫兹的振动，这让我们能在触摸不一样虚拟物体时感受到不一样的纹理，粗糙的石头、光滑的纸张、柔软的毛衣都会产生不一样的振动。这种振动比耳朵听到的频率低，但*到音阶中的不一样声音一样，大脑也会将每种材料触摸感放到特定的频率组合中，因此只要将振动频率的混合制造出来，就可以欺骗大脑我们正在「触摸」这件物体。

▲Oculus与Facebook共同打造名为HapticWave的实验性装置，透过不一样频率振动让运用者手掌感受到不一样「触感」英国触觉虚拟体验初创公司Tactai首席科学官Kuchenbecker还和她的团队创建了一个触摸感觉数据库，现在已收集了多种感觉。通过扫描物体，他们不到一分钟就能收集触觉的重要特征数据，并且通过专有算法，将库中的感觉分配为不一样的触觉对象属性（HOP），包括表面的柔软度、纹理、摩擦力、敲击感等等，甚至基于视觉识别，他们还可以将现有*游戏中的物体转换出触摸感，并从他们的数据库中找到对应的纹理，从而让用户体验到真实触感。逼真的虚拟现实*，应该包括三个本质特点：沉浸性、交互性、想象性。实现了这三点，再结合人体其余几种感官，我们就能真正达到自然、真实、无限的虚拟体验。

▲一种名为FlyJacket的虚拟可穿戴设备，运用者扭动身躯就能体验到飞翔的感觉.图片来自：EPFLL*/YOUTUBE现在有什么可「摸」的？只是，现在的硬件都不够以实现全面的虚拟感官。但匮乏就是一切行为的源动力，各大公司都在不断尝试着更多新的可能性。现在市面上和在研的虚拟触觉设备主要分为两类：手持式和穿戴式。手持式上文中村则雄发明的设备就属于手持式，相似的还有微软5月新推出的名为TORC（TouchhardController）的小型实体设备。它主要通过内部触摸和力传感器来检测移动拇指的位置，其中有两个执行器，当拇指移动旋转或按压物体时，能感受到运动和阻力、纹理和深度，以及一种独有的顺从感：当你按压对象时，对象表面确实出现了下凹感，这就是一种力的顺从感。这将赋予与现在商业VR或AR*完全不一样的高度灵活的体验。因为这种自然的动感，能让人们无需切换模式，就能挤压虚拟对象或者在手中*它们。

例如，当你通过TORC抓起虚拟钥匙时，能够将钥匙*钥匙孔并转动开门；当你抓取一个物体，但拇指间的力太小不够以抓握时，TORC的传感器就能感应到并让物体掉落，当你太过*大力挤压某样物体时，画面可能会提醒你，轻一点。大部分原型设备都只能模拟出特定的质地、温度、重量等感觉，但微软一直在探索如何将现有技术使用到手持式VR*上，以产生多种触觉感受。他们开发的第一款多功能触觉*叫CLAW，它有一个独特的机械臂，能将模拟力反馈到用户的手掌和手指上，食指尖端下方还有个音圈，能产生振动模仿物体表面的结构触感。

而后推出的HapticWheel触觉*，能进一步模拟食指对虚拟物体的材料和表面摩擦的触觉体验。其中的驱动转轮，能通过旋转来模拟指尖和虚拟物体表面的摩擦，当你放纸牌、按按钮、推动物品时都能有接近真实的触感。

为了解放人们的双手，微软又推出了HapticLinks，它由几种类型的连接器组成，可以动态地改变用户双手间的力量，能加强用户与虚拟世界的交互，模拟更大范围的的摩擦、粘度和肢体伸张。

这些「手持式」虚拟触摸设备，通常运用的是通过运动、位置和力的作用产生的感觉，而另一种为「穿戴式」设备，则是用温度、摩擦和压力产生的触觉，这可能更贴近我们想象中的，《头号玩家》的感觉。穿戴式穿戴式的「虚拟触觉」设备大部分集中在手套上，ContactCI、EPFL、HaptX这些公司都已经展现过各类方案。ContactCI的VR体感手套Maestro，通过内置的马达*真实的肌腱，从而欺骗大脑产生触感；EPFL制作出了一种轻型的虚拟现实手套，厚度只有2毫米，每根手指重量不到8克，让人们达到更*的触感体验；HaptX开发了一种基于触觉的手术手套，能让外科医生进行模拟的*手术，这将为医疗行业的技能培训带来新的面貌。

▲HaptX手套上个月，索尼也被外媒挖出了「触觉力反馈手套」专利，人们在戴VR设备进入虚拟环境时戴上它，能感受到虚拟实境中的物体形状、物理纹理，同样还有手到放置在虚拟对象上的压力。

而且这项技术不只用在手套上，还适用于帽子、鞋子、衣裤，或者直接嵌入VR头显。提供触觉的机制包括压缩气体、冷热元件、震动马达、液体、甚至相变材料。那么我们将可以获得牵手、拥抱、抽打、射击、*等多种体验，当你在游戏中中枪，你甚至可以感受到皮肤被骤击的刺痛感，伤口处快速缩紧，血液粘稠地*流出……

另外，正因虚拟触摸其中振动转换的原理，穿戴式设备还能够帮助到听障、视障人士。神经科学家大卫伊格曼（DavidEagleman）开发了一种带有个振动电机的背心VEST，它曾在《西部世界》出现过，人们用它来判断正在接近的敌人。因为其中的声音和视觉的信息流都能转化为皮肤上的振动，因此听障人士和视障人士都能借此更好地理解世界。Eagleman说道：当视障人士第一次佩戴有VEST技术的腕带时，他们可以立即辨别出狗吠和婴儿哭泣之间的分别，烟雾探测器、路上的警笛以及汽车经过的警报的分别。这是大脑适应新的感官输入源能力的有力证明。

▲《西部世界》中的背心.图片来自：HBO为了实现整个身体的触感，英国开发团队TeslaStudios还推出过世上首款虚拟现实全身触控体验套件，能让人全面感受虚拟世界的物体大小、形状、重量、纹理、温度。这款名为Teslasuit在今年的CES上正式亮相，包括一套由夹克和裤子组成的智能纺织两件式紧身连衣裤，就像第二层皮肤一样贴在身体上。

它的触觉技术允许传输触摸，也就是能基于监控计算机控制的微小电脉冲，将感觉从虚拟世界传到人体，触达肌肉和神经末梢，让身体更加敏感和活跃，从而进入一种更深入逼真的高频体验。

因为它能以高精度和频率*整个身体运动，未来Teslasuit将被用于VR培训以及游戏、娱乐、健身、医疗保健等生活的各个方面，单从感情上来看，你就可以随时来场虚拟约会，牵牵小手交个朋友，异地恋情侣也不用柏拉图恋爱了，你还可以触摸到逝去的亲人的脸庞……虽然现在消费级的虚拟触觉产品还未普及，现在一套虚拟设备的*依然不菲，但将触觉带给VR，对于建立拟真度更高的虚拟世界是不可或缺的。

在神经工程、材料科学的进一步进步，以及AI、VR、AR发展越来越快的趋势下，虚拟触觉对我们来说越来越重要，这一天也离我们越来越近了。王小波年发布了一篇文章《盖茨的紧身衣》，预言年后我们用上VR的场景：

▲《盖茨的紧身衣》节选虽未完全实现，但也可以看出，美好的想象一直离现实并不遥远。当视觉、听觉、嗅觉、味觉、嗅觉在虚拟世界合而为一，我们或许就能拥有另一种无限接近真实的虚拟人生。只是需要提醒的是，无论是在「虚拟触觉」触手可及的未来，还是仍处于想象探索阶段的现在，一定记得回头告诉自己：保持清醒。题图来自：*