微软证明“触觉恐怖谷”存在，VR应注重情景上下文交互设计

文章相关引用及参考：映维网

触觉的恐怖谷理论意味着人机交互设计者不能简单地认为触觉越多越好，或者说触觉越逼真越好。

（映维网 2018年04月19日）在远程操作和虚拟现实体验中，增强的触觉反馈与其他感觉线索不一致可以减少主观的现实感，从而产生触觉的恐怖谷理论。

在类人机器人领域，大多数人都已经熟悉“恐怖谷”理论：机器人过于逼真反而会令人产生不安感，甚至是厌恶感，因为机器人正变得越来越接近人类，但它们又不是真正的人类。

微软研究团队进一步研究了这个概念，希望知道在人类与机器人交互期间，远程操作期间，或者在虚拟环境中执行其他虚拟操作任务期间，人类对力的感知（即触觉感受）是否存在恐怖谷理论。换句话说，增强机器人（或其他装置）的“实际”施加力是否必然会导致人类操作员的主观体验出现变化？

微软研究团队认为答案是否定的：人类操作员对触觉的主观感受严重依赖于触觉和视觉刺激融合为为人类大脑的单一感知。如果触觉保真度增加，但这与其他感官反馈不一致（如视觉和听觉线索），则被试对真实感的主观印象实际上将变得更糟，而不是变得更好。映维网了解到，微软研究团队将这种退化称为触觉的恐怖谷理论。

• （A）理论上的触觉版恐怖谷理论是由关于类人机器人恐怖谷理论的经典研究所定义。
• （B）来自微软研究团队实验的经验数据。主观体验（subjective experience)对应于临场感问卷评分。误差线代表SEM。
• （C）这是刺激范式，通过漏斗效应来产生空间触觉反馈的错觉。在普通的触觉刺激中，所有试验均向两个控制器传递相同振幅的振动，这种情况下不会产生漏斗效应。但在空间化和视觉+空间化条件下，可以通过改变向每个控制器传递的振动触觉振幅来实现漏斗效应，从而在用户所能感知的触觉位置中产生变化。
• （D）在VR头显中，被试将看到一个（虚拟）木棍承接在双手之上（通过控制器的位置和方向感知）。在被动和因果实验中，被试在特定的“激活区域”举起木棍以接收触觉刺激（表示为形似冒烟圆柱的“云状物”）。在视觉+空间刺激期间，被试将看到一个白色珠子线索，从视觉上增强触觉反馈的位置。

为了演示这种效果及其应用，微软研究团队将虚拟现实系统作为实验测试台，通过运动控制器为每只手提供触觉感受。微软研究团队使用名为漏斗效应（funneling）的技巧来实现触摸错觉。漏斗效应为用户提供了来自控制器（图1C）不同振幅的同步振动触觉刺激。当人类被试在每只手中握持一个以这种方式渲染振动触觉反馈的控制器时（图1D），他们体验到了触感定位在空间之中（“空间化”）。矛盾的是，“感觉上”它们似乎是源于双手之间的空白空间。正在发生的事情是：当两个接近同步的触觉线索出现时，人类的大脑会整合将这些刺激。也就是说，大脑假设这两种刺激来自于一个共同的来源，不仅只是时间相同，空间也相同。

请注意，这个实验设置是作为一个生态意义上有效的代理，其经过了精心的设计，可以灵敏地探测触觉刺激的潜在影响，并且适用于各种远程操作任务。这很重要，因为用更高保真度的触觉感受来增强这样的任务可能会伴随着一个（经常未被说明的）假设，即这种“优化”总是会产生更真实和更逼真的虚拟环境。当然，逼真感和沉浸感是主观认知，但我们可以使用科学的临场感问卷来评估和量化它们。

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