人們的視聽需求藉由互聯(lián)網(wǎng)得到滿足。如果互聯(lián)網(wǎng)能夠滿足人們的另一種需求——觸覺,那將是什么樣的體驗?隨著 5G 技術(shù)的誕生與普及,科學(xué)家們正開始構(gòu)建觸覺互聯(lián)網(wǎng)。觸覺互聯(lián)網(wǎng)的概念由德國德累斯頓技術(shù)大學(xué)教授 Gerhard Fettweis 提出。2012 年, Gerhard 教授和他的團隊在就開始思考如何實施遠程觸控機器人。他們說,我們不應(yīng)該僅僅看到和聽到發(fā)生在遠方的事情,還應(yīng)該能觸碰和感受到它們。利用比特和字節(jié)構(gòu)建的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)精確傳遞等同于人類觸覺的感受。而自從 Mischa Dohler 在巴塞羅那召開的世界移動通信大會上作了演講,觸覺互聯(lián)網(wǎng)迅速成為了那次會議的熱詞。
但要讓觸覺互聯(lián)網(wǎng)變成現(xiàn)實,數(shù)據(jù)傳輸速率無論如何也要變得更快才有望實現(xiàn),而 5G 為觸覺互聯(lián)網(wǎng)的誕生帶來基礎(chǔ)。觸覺互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)極具挑戰(zhàn)性,但研究人員和公司已經(jīng)對其產(chǎn)生了濃厚的興趣。
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有了 5G ,我們就可以超越音頻和視頻,通過觸摸進行交流。
5G 是下一代移動互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。它提供的速度比當(dāng)前 4G 網(wǎng)絡(luò)要快 10 倍,甚至 20 倍,具有更快的數(shù)據(jù)上傳和下載速度、更大的帶寬和更穩(wěn)定的連接。這將使我們能夠更快地使用移動設(shè)備完成當(dāng)前所做的一切,包括流媒體直播 4K 視頻和瞬間下載電影。
然而, 5G 的速度和帶寬也為其他連接設(shè)備帶來了大量新機遇,包括以前所未有的方式進行實時交互。其中最令人興奮的是觸覺,或者說是 觸感通信(haptic communication) ——通過遠程傳遞身體感覺的觸覺。
什么是觸覺互聯(lián)網(wǎng)?
觸覺互聯(lián)網(wǎng)將使觸覺能夠遠距離傳輸,不管有沒有視覺反饋——這在以前是不可能的,因為所需的數(shù)據(jù)量極其龐大,而且還需要超低延遲的連接來進行實時交互。
觸覺互聯(lián)網(wǎng)有潛力使增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實更具沉浸感,幫助遠程操作的機器變得更加精確,在醫(yī)療保健領(lǐng)域開辟了新的途徑,并在教育領(lǐng)域提供了新的機會——而這僅僅是開始。
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觸覺互聯(lián)網(wǎng)是如何工作的?
觸覺互聯(lián)網(wǎng)面臨的最大挑戰(zhàn)之一,是在沒有物理表面的情況下,給皮膚創(chuàng)造壓力感。有幾種方法可以實現(xiàn)這一點,其中最有前途的方法是緊密聚焦聲波(tightly focused sound waves)。
英國 UltraHaptics 公司開發(fā)了一種利用超聲波在空中產(chǎn)生觸覺反饋的系統(tǒng)。它的硬件配有超聲波換能器(微型高頻揚聲器),這些換能器可單獨控制,在皮膚上創(chuàng)造不同的感覺。如果你想象不出來是什么樣子,那請你想象一下在一場音樂會上,通過身體感受低音是什么感覺。
這些傳感器與一個深度相機配對,允許系統(tǒng)軟件檢測你手部位置并做出相應(yīng)的反應(yīng)。屏幕或虛擬現(xiàn)實頭盔可以提供伴隨的視覺和音頻,使虛擬物體具有觸覺。
Microsoft 正在開發(fā)另一種觸覺反饋形式,它使用空氣漩渦環(huán)(air vortex rings,也就是空氣炮)。與 UltraHaptics 的技術(shù)一樣,硬件類似于揚聲器的振膜。但在這種情況下,空氣被推入一個小孔,變成一個集中的環(huán),可以使 4 英寸的分辨率移動 8.2 英尺遠,雖然遠不如超聲波系統(tǒng)那么精確,但勝在距離更遠。
增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在設(shè)計和工程領(lǐng)域有了發(fā)展的跡象,觸覺互聯(lián)網(wǎng)將使工人能夠更直接地與他們創(chuàng)作互動,虛擬對象會讓人感覺更穩(wěn)定。再加上 5G 的超低延遲,對用戶來說,那些曾經(jīng)感覺不到連接的控制將變得觸手可及。
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觸覺互聯(lián)網(wǎng)要怎么用?
觸覺互聯(lián)網(wǎng)的首批用途之一無疑是游戲方面,讓玩家感受到他們與之互動的虛擬環(huán)境,但它也有著更廣泛的潛力。
觸覺互聯(lián)網(wǎng)最重要的應(yīng)用之一是醫(yī)學(xué)。一旦 5G 得到普及,偏遠地區(qū)的人們就可以獲得過去需要數(shù)小時旅程才能獲得的醫(yī)療服務(wù),包括遠程實時咨詢。但由于有了觸覺互聯(lián)網(wǎng),通過遠程操作機器人進行治療也將成為可能。
得益于 5G 技術(shù),不僅可以遠程控制機器人,醫(yī)生還能接收到觸覺反饋,幫助他們進行更精確的工作。
例如,觸覺互聯(lián)網(wǎng)可以使外科醫(yī)生感受到遠程遙控手術(shù)刀施加的壓力,或者讓骨科醫(yī)生操縱關(guān)節(jié)幫助病人從損傷中恢復(fù)。
由 5G 技術(shù)驅(qū)動的觸覺互聯(lián)網(wǎng)也有望改善殘疾人的生活。到目前為止,盲文智能手機的發(fā)展鮮有超越概念圖紙的時候。因為創(chuàng)建一個可以動態(tài)地改變形狀、重現(xiàn)必要的凸起點圖案的表面非常困難。有了觸覺互聯(lián)網(wǎng)的觸覺技術(shù),盲文通信將會變得容易得多,因為發(fā)射器產(chǎn)生的“凸起”可以讓盲人感覺到,并能夠在幾秒鐘內(nèi)改變。
結(jié)合增強現(xiàn)實,觸覺互聯(lián)網(wǎng)也將在工業(yè)中得到應(yīng)用。對于設(shè)計師和工程師來說,這將使他們在虛擬空間中能夠更精確地操作 3D 模型。像 Volvo 這樣的公司已經(jīng)在試驗應(yīng)用 Microsoft Holoens 和 Google Glass,以幫助在生產(chǎn)線上進行復(fù)雜的裝配,并增加了觸覺的反饋,可以使工作更容易、更安全。如果部件放錯了位置,就會提供觸覺警告,并使其與工人視野中的指令交互更加簡單容易。
對汽車制造商而言,觸覺互聯(lián)網(wǎng)也將使司機更容易將注意力集中在前方的道路上。全自動汽車還需要很多年以后才能普及,而且,帶有大觸摸屏的的信息娛樂系統(tǒng)的普及意味著現(xiàn)代汽車充滿了潛在的干擾。有了觸覺互聯(lián)網(wǎng),司機只需觸摸就可以與車內(nèi)系統(tǒng)進行交互,而無需低頭查看顯示器和控制器。
觸覺互聯(lián)網(wǎng)帶來了幾乎無數(shù)種的可能性。試想如果一個任務(wù)目前涉及通過音頻或視頻進行通信,那么觸覺互聯(lián)網(wǎng)可以增加另一層交互。
觸覺互聯(lián)網(wǎng)什么時候能夠?qū)崿F(xiàn)?
Microsoft 的漩渦環(huán)系統(tǒng)仍處于試驗階段,但 UltraHaptics 的超聲波技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化,可作為開發(fā)套件供任何對觸覺互聯(lián)網(wǎng)感興趣的人們使用。目前,大多數(shù)應(yīng)用程序都涉及到公共空間中的游戲。但隨著 5G 的推出,我們希望能夠看到它有更多新奇的用途。
5G 將以更高的質(zhì)量、更流暢、更逼真的視聽效果來改變虛擬現(xiàn)實,多虧了觸覺互聯(lián)網(wǎng),你不僅能夠看到、聽到虛擬世界,還能感受到它。