南加大团队发明“触摸式”情感交流神器可实现远程握手、拥抱等逼真效果

与人郡保持距离的问题也随之而来，比如人们长时间待在房间，会无聊、孤独。

元宇宙的兴起，似乎可以解决现实中无法见面交流情感的问题。有科学家设想，如果能提供一种虚拟触摸的场景体验，人们还会孤单吗？

南加州大学维特比工程学院计算机科学和机器人科学研究方向助理教授希瑟·卡伯特森表示： “ 尽管病毒大流行将我们和家人、朋友阻隔在世界各地，但是我们所研发的工具可以拉近人们彼此之间的距离。无论你身处何方，都可以像在現实中一样，伸手和家人、朋友拥抱。”

尽管大流行造成的物质差距正在缩小，但由于我们的社区日益全球化，我们的家人和朋友仍然分散在世界各地。这样的工具可以让人们无论身在何方，都能伸出手来，触摸自己的亲人，拉近彼此的距离。

据悉，希瑟·卡伯特森一直致力于各种模拟触摸理论的研究，最近她联合斯坦福大学的研究人员做了一个有趣的设想，希望通过观察一对伴侣能否使用他们所研发的工具，进行远程情感沟通，彼此表达关怀。

与此同时， 他们将相关论文以《数据驱动的稀疏皮肤刺激可以向人类传递社交触摸信息》为题发表。

该团队表示， 在现实生活中， 人们57%的时间是通过面对面接触，来表达、感知伴侣真实情感的。如果将人们与模拟情感交流的触摸设备进行交互，仅有45%的人能够真实地感受对方的情感表达，这种交流方式起到的作用非常有限。

希瑟· 卡伯特森称她们所有研究的触摸设备具有显著的优势，在本次模拟测试中，该工具在感知人类触摸方面的准确率约为79%。

就如同两个人在虚拟的世界中谈话， 当另一个人触摸你的手臂时，和真实世界中的感受一样，特别是当你的手指随着胳膊摆动的时候，这种感觉会更真实。

实际上， 人类有一种独特的“触摸语言”，通过科学技术等手段试图发明一种完全仿真虚拟触摸工具难度相当大，原因是这种虚拟触摸工具所产生的触感，其舒适程度很难与真实的肢体相媲美，更重要的是， 无法像人们一样表达同情、悲伤等真情实感。

为了解决这一难题，该团队结合多种触感，设计出一套非常灵活的算法，从多个维度进行仿真。

首先，他们需要建立一个与人们曾经社交触摸有关的数据集，通过对触摸位置和该部位产生的压力进行捕捉。然后，该团队根据这些数据的变化，对人类的各种情感进行分类，包括快乐、悲伤、同情等，进而建立一个预先“录制”好的信号库。

其次，把捕捉到的这些信号转换成触觉像素，借助带有触感功能的可穿戴臂带与测试者进行情感交流，该臂带中所植入的小型扬声执行器有上升和下降两种模式，通过位置的移动传达不同的触感。

这种可穿戴臂带内部微小的变化，就像手指从手臂上轻轻划过，和真正的人类触摸的感觉十分接近。

该团队所开发的可触摸情感交流工具共捕捉了661个触摸数据，该研究结果表明，人们可以足不出户就能感受到远程沟通所带来的逼真效果。

希瑟·卡伯特森表示：“我们下一步将在定制算法方面做进一步突破，提高可穿戴情感触摸设备的准确性，为人们提供更精细的虚拟触觉。”

此外，该设备除了可以用在社交场景，还可以将这种触感技术运用于汽车领域，将该设备嵌入车辆座位下方， 为司机传递信息，甚至还可以应用于临床，以减轻抑郁患者在治疗中的压力。 （综合整理报道）（编辑/诺伊克）