VR触觉训练研究：改变虚拟弹簧的力反馈或能帮助训练精细力控制
改变虚拟弹簧的力反馈或能帮助训练精细力控制
（映维网Nweon 2026年06月01日）荷兰代尔夫特理工大学、伊拉斯姆斯大学鹿特丹等机构的新研究发现，通过改变虚拟弹簧的力反馈特性，可以在训练过程中提升健康人生成精细力的能力。这为中风后康复训练中如何更有效地调动患者的体感系统提供了新思路。
中风后，许多患者会出现体感功能损伤，难以整合本体感觉和触觉信息，这直接影响到他们控制力量的能力，例如抓握、提起物品等日常动作。然而，目前的神经康复干预大多集中在运动功能的恢复上，体感引导下的精细力量控制常常被忽略。
研究团队提出，利用虚拟现实技术和机器人触觉设备，并改变虚拟物体的动力学特性，或许能主动调动患者的体感系统，训练其精确生成力量的能力。
50名健康被试参与了一项类似冰壶的虚拟任务。他们需要拉动一个由机器人设备渲染的虚拟弹簧，在适当的时机释放，使虚拟石壶滑行至冰面目标中心。石壶的滑行距离由释放瞬间弹簧产生的力决定。
在训练阶段，参与者被随机分为三组，分别体验三种不同力反馈特性的虚拟弹簧：
线性弹簧：传统的弹簧，力与拉伸距离成正比。
高斯弹簧：非线性弹簧，在达到目标力后，继续拉伸反而会使力减小，产生一种“推开”的感觉。
反对称高斯弹簧：非线性弹簧，在接近目标力时形成一个平缓的“平台”，而超过目标力后阻力会急剧增加，产生一种“微小墙壁”的感觉。
三种弹簧的目标释放力均为10牛顿，但力与拉伸距离的关系不同。
结果显示，在训练期间，使用反对称高斯弹簧的参与者始终比使用线性弹簧的参与者力误差更低，平均降低约38%。而使用高斯弹簧的参与者起初表现不佳，但随着训练进行，到训练结束时其力误差比线性组低约46%。
同时，人格特质影响了训练表现。自由精神得分较高的参与者，在训练初期使用高斯弹簧时表现更差，探索行为也更少。而挑战转化得分较高的参与者，在使用高斯弹簧时则表现出更多的探索行为。
相关论文：Manipulating Tangible Virtual Object Dynamics to Promote Learning of Precision Force Generation
当然，研究人员指出，实验是在健康参与者中进行，结论是否能推广到中风患者还需要进一步验证。另外，训练中重复使用同一手臂可能导致疲劳，可能影响学习效果。未来研究需要探索如何减少对肌肉记忆的依赖，并考虑根据患者的人格特质来个性化定制训练策略。
总体而言，这项研究证实，改变虚拟物体的触觉动力学可以影响用户在训练中的表现和探索行为，但其对长期运动学习的效果尚不明确，个体差异不容忽视。
