触觉再现技术在信息化终端设备、高沉浸感虚拟现实以及机器人遥操作等领域有着重要的应用价值。本研究针对表面纹理质地触感再现,对一种可微细改变多种刺激模式的振动触觉显示器展开基础性研究。研究目标是开发出高触感表现力的表面纹理质地触觉再现样机,该样机应给操作者以较明显的纹理、材质、粗糙等多种触感提示,并达到国际较先进的水平。研究取得的主要成果有1)经过对人手指触摸产生触感的机理的理论和实验研究,最新提出了4条能提高触感表现力的振动激发途径;2)创造性的引入音叉和乐器设计思想,提出了组合式、高密度、可独立精确控制各振子振动模式的新型振动触觉显示器设计思路,可以增强纹理、材质、粗糙度触感表现力,配备了相应仪器分析手段;3)揭示了在主/被动方式下,指尖与触觉再现装置耦联工作时机械振子群的动力学设计准则;4)基于实验提出了具有多种渲染手法,可以提示明显分级的粗糙度和质地纹理触感的自主创新的触觉显示器原理样机。本项目已基本按原定要求完成了研究工作。
英文主题词tactile display; haptic interface; cutaneous sensing; mechanical impedance; high-fidelity haptic rendering