穿戴式感測器之基礎、實現與應用 Chapter1-3 穿戴式觸覺回饋 讀書報告 指導老師:謝振榆 老師 學號 :10476124 學號 :10476124 學生 :樊冠宏
目錄 INTRODUCTION THE NEED FOR WEARABLE HAPTIC DEVICES CATEGORIES OF WEARABLE HAPTIC AND TACTILE DISPLAY Force Feedback Devices Vibro-Tactile Feedback Devices Electro-Tactile Feedback Devices DISPLAY OF FRICTION AND WEIGHT ILLUSIONS BASED ON FINGERTIP MANIPULATION Creation of Haptic Sensation via Finger Pulp Manipulation
INTRODUCTION 觸覺反饋系統的目標是幫助使用者感到身體特徵，虛擬或遙遠的環境中進行互動，直觀地操作遠程對象。 應用範圍從身體康復到遠程機器人系統的遠程操作，觸覺反饋可以提供直觀和有價值的資料，讓用戶對力量和運動的理解。 觸覺反饋系統的目標是幫助使用者感到身體特徵，虛擬或遙遠的環境中進行互動，直觀地操作遠程對象。 各種觸覺幻覺能夠通過施加振動和/或變形，以機械感受器，這有迅速適應（RA）或緩慢適應（SA）的兩特性。 RA和SA受體各有兩個子類： RA I （邁斯納小體）和RA II （環層小體）和SA I（默克爾細胞）和SA II（魯菲尼末梢）。 這四個主要機械感受器，用於檢測觸摸，壓力，頻率，滑移，物體的紋理提供的信息。
THE NEED FOR WEARABLE HAPTIC DEVICES 觸覺反饋系統可以根據自己的機械接地結構可分為三種類型：接地型，非接地型，和穿戴式。 接地型觸覺設備隨時提供重量感和三維資訊。 非接地觸覺設備使用直鏈或角動量，並且不需要接地連接的反作用機制，從而允許該設備是移動的或可佩戴的。然而，這樣的裝置不能產生大的力。在多個方向上發力，保持持續的強度也存在問題。 穿戴式觸覺設備允許更大的自由，比接地系統更大的工作空間。 穿戴式傳感器系統已被開發，以允許人監測任何地方和任何時間可以用作反饋機構的一部分。 由於觸覺刺激能夠通過皮膚全身被感知，利用觸覺是最大限度地。 可以綁在使用者的裝置是理想的規定更加直觀感覺，因為放置靠近用戶的皮膚和/或關節能夠更直接的觸覺反饋。
CATEGORIES OF WEARABLE HAPTIC AND TACTILE DISPLAY Force Feedback Devices 有兩種類型的帶力回饋功能的觸覺回饋系統，可以被認為是可佩戴的設備：外骨骼和指尖安裝設備。 外骨骼允許用戶根據不同類型的觸覺回饋來操縱虛擬對象。的手套式外骨骼提供了一個簡單而實用的設計，手指和手。 多種指尖安裝的設備已經開發了用於基於手指的相互作用。例如，戈塞爾林等。建議在大型環境中虛擬現實應用中精確的手指互動開發的可穿戴式觸覺界面。
CATEGORIES OF WEARABLE HAPTIC AND TACTILE DISPLAY Vibro-Tactile Feedback Devices 振動被廣泛用作觸覺技術用於皮膚回饋刺激觸覺感官。 基於振動觸覺回饋觸覺顯示屏很容易實現。 這樣的回饋是用於引導具有有限視覺線索的用戶的有用工具。 採用振動觸覺回饋已擴大到許多不同的應用。 觸覺虛擬顯示器已經通過採用精心設計的振動模式對皮膚的機械感受器考慮振動靈敏度差異發展。 然而，從振動電機運動的觸感可以通過在移動條件下對人體的動覺運動屏蔽。
CATEGORIES OF WEARABLE HAPTIC AND TACTILE DISPLAY Electro-Tactile Feedback Devices 電觸覺刺激通過使電流通過表面電極喚起對皮膚觸感。 雖然電觸覺顯示，需要在皮膚與表面電極之間的直接接觸，小撓性電極現在市面上可購。 通過表面電極傳遞有時給使用者會感到疼痛感。 在這種情況下，控制到感到舒適的水平是在電觸覺顯示器的設計挑戰性。
DISPLAY OF FRICTION AND WEIGHT ILLUSIONS BASED ON FINGERTIP MANIPULATION 圖1 可穿式重量和摩擦顯示器
DISPLAY OF FRICTION AND WEIGHT ILLUSIONS BASED ON FINGERTIP MANIPULATION 圖2 接觸期間的彈性體的變形。