日本电气通信大学开发TeleTouch系统实现远程触觉传输
在远程位置之间实现人与人之间的触觉传输
（映维网Nweon 2025年09月02日）在一项研究中，日本电气通信大学团队介绍了一种名为TeleTouch的系统。所述系统能够在远程位置之间实现人与人之间的触觉传输。 TeleTouch利用人类触觉与生俱来的灵活性和敏感性，促进自然直观的远程交互。
它含两个主要组成部分： 一种不覆盖指尖的基于振动的触觉传感器，以及一种能够复现人类指尖感知空间分辨率的高分辨率电触觉显示器。另外，集成增强现实头戴式显示器能够实时共享手部运动和位置的视觉信息，从而增强情境感知并促进协调的触觉交互。
据介绍，所述项目旨在通过在远程人类操作者之间传输触觉信息来实现远程操作（图 d1）。在大多数远程操作场景中，机器人部署在真实的工作环境中，环境数据（包括触觉信息）被捕获并作为感官反馈传递给远程操作者。
另一方面，尽管当前机器人技术取得了进步，但人类双手的灵活性依然优于机器人。因此，如果能将远程操作者的触觉和运动能力有效地传达给本地操作者，则可能实现最鲁棒的远程操作。
在远程位置之间实现直接的人与人触觉传输需要开发两个关键技术要素。首先，有必要开发一种适用于真实工作环境且不干扰用户（以下简称“发送者”）自然触觉的触觉传感方法。如上所述，灵巧的人类操作依赖于工具抓握方向的信息。因此，不仅需要捕获施加在指尖上的整体力，同时需要捕获皮肤接触的空间分布。
由于远程用户是人而非机器人，将高精度的触觉分布传感器集成到指尖具有挑战性。同时，佩戴手套式触觉传感器可能会损害发送者的自然触觉。
第二个关键要素是开发一种触觉显示系统，能够以足够的空间分辨率向远程用户（以下简称“接收者”）呈现触觉信息。Sobue 等人报告称，食指的触觉敏锐度从指腹向指尖逐渐增加。因此需要能够匹配这种自然触觉敏锐度梯度的触觉显示器。
在本项目中，TeleTouch集成了一种不覆盖指尖的基于振动的触觉传感器，以及一种复现人类空间敏锐度的高分辨率电触觉显示器。AR头戴式显示器则实时流式传输手部运动和位置，实现共享的视觉上下文和协调的触觉交互。
传感模块如图 2 (a) 所示。它包含一个振动电机 (LBV10B-009, Nidec) 和一组用于估计手指接触信息的加速度与角速度传感器 (BMX055, BOSCH)。系统使用一个偏心电机，引导手指进行二维 (两自由度) 的圆形振动。当振动的手指接触物体时，振动的特性（如振幅和相位）会根据物体的属性而变化。振动数据表示为 X、Y、Z 轴的加速度和角速度的散点图。
这些绘制点 (𝑥𝑛, 𝑦𝑛) 转换为极坐标 (r, 𝜃)，生成向量（图 2 (b)）。得到的特征向量通过支持向量机 (SVM) 进行分类，用于估计关键的物体属性。所述方法的一个显著优势是它能在不阻碍指腹与物体直接接触的情况下获取触觉信息。通过利用振动进行主动传感，系统能同时捕获灵巧指尖操作所需的关键参数——包括物体边缘方向、接触位置和按压力——并将触觉数据传递给远程用户。
触觉传输设备的触觉呈现单元主要由一个电触觉显示器构成（图 3 (a)），显示器的开发是基于触觉敏锐度测量的结果。在此设计中，电极间距沿着指尖逐渐变化：近端(关节侧)为 2.5 毫米，食指指尖处为 1.25 毫米。
另外，指腹两侧的电极间距明显宽于指腹中央区域的间距（图 3 (b)）。所有电极直径为 1 毫米，它们安装在柔性电路板上，而电路板分为前后两部分并形成一个开槽，从而使显示器能够贴合指尖的弯曲形状。设备每个指尖拥有 128 个电极，是首个能够用刺激点覆盖整个指尖的实现，从而能在两个指尖进行触觉呈现。
