DoCoMo演示觸覺(jué)通信 擁有LTE就可以實(shí)現(xiàn)
野澤 哲生 2009/08/04
NTT DoCoMo在Wireless Japan 2009上演示了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸物體的手感及硬度等信息的“觸覺(jué)媒體”技術(shù)。這是“觸覺(jué)反饋”的一種，其特點(diǎn)是能夠跨越有延遲的網(wǎng)絡(luò)傳輸包括沖擊力等在內(nèi)的各種力學(xué)感覺(jué)。
NTT DoCoMo在演示中，用手轉(zhuǎn)動(dòng)金屬柄，能夠越過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控另一個(gè)把柄。使海綿球、表面有凹凸的金屬板、吉他弦及玻璃瓶等物體碰觸遠(yuǎn)處的把柄，這些物體的柔軟度、硬度及手感等便會(huì)傳給手里的把柄。還能真實(shí)感覺(jué)到用彈片彈吉他時(shí)的感覺(jué)以彈玻璃球時(shí)的“碰撞”等沖擊。
這一技術(shù)可應(yīng)用于網(wǎng)上購(gòu)物時(shí)在購(gòu)買(mǎi)前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)衣服的手感、在各種產(chǎn)業(yè)中確認(rèn)物體的硬度、或者遠(yuǎn)程醫(yī)療的觸診等物體硬度和手感非常重要的所有用途。
條件是延遲要比音頻通信小得多
工作原理如下。兩個(gè)把柄上分別裝有旋轉(zhuǎn)角傳感器、馬達(dá)及信息處理用電路。轉(zhuǎn)動(dòng)手里的把柄時(shí)，傳感器檢測(cè)出把柄旋轉(zhuǎn)角，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給遠(yuǎn)處的把柄，利用馬達(dá)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)把柄。該把柄的旋轉(zhuǎn)角信息經(jīng)時(shí)間微分會(huì)變成把柄的速度信息和加速度信息，因此，不管接觸任何物體受力，都能根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式“F＝ma”（F：力，m：質(zhì)量，a：加速度）計(jì)算把柄受到的力。人手中把柄的馬達(dá)根據(jù)該信息再現(xiàn)遠(yuǎn)處把柄所受到的力，從而將力學(xué)感覺(jué)傳給人手。
據(jù)NTT DoCoMo介紹，開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵是“信息交換時(shí)間要非常短，且不能有波動(dòng)”。具體而言，轉(zhuǎn)動(dòng)手里的把柄后，其位置信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給另一個(gè)把柄且加速度信息由此傳輸給手中把柄馬達(dá)的來(lái)回通信時(shí)間在30ms以下且穩(wěn)定，才能夠順利地傳輸觸力覺(jué)。
該延遲時(shí)間限制比電話等音頻通信時(shí)無(wú)不協(xié)調(diào)感的延遲目標(biāo)“來(lái)回小于200ms”要嚴(yán)格得多。原因是，人邊看影像邊用手觸摸物體時(shí)的感覺(jué)非常敏銳，因此如果延遲比這一數(shù)值大“（用金屬柄敲打玻璃時(shí)），會(huì)感覺(jué)如同把柄陷入玻璃一樣感覺(jué)失真”（NTT DoCoMo）。
此次，NTT DoCoMo為避免延遲有所波動(dòng)時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)終端的信息處理減少了波動(dòng)（變動(dòng)）。演示采用的網(wǎng)絡(luò)不是無(wú)線而是以太網(wǎng)，彈吉他弦的演示采用了人工增加延遲和變動(dòng)從而減輕變動(dòng)的技術(shù)。
該變動(dòng)減輕技術(shù)是終端的信息處理技術(shù)，因此“其特點(diǎn)是不能選擇網(wǎng)絡(luò)”（NTT DoCoMo）。不過(guò)，延遲低于30ms的條件且不說(shuō)有線網(wǎng)絡(luò)，就連現(xiàn)行的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)都非常困難。關(guān)于這一點(diǎn)，由于“LTE（Long Term Evolution）采用的是來(lái)回延遲低于30m～50ms的設(shè)計(jì)”，因此準(zhǔn)備推動(dòng)上述技術(shù)達(dá)到實(shí)用化。
轉(zhuǎn)動(dòng)手里的金屬柄擊打后面的玻璃瓶的演示
確認(rèn)金屬板凹凸的演示
彈吉他的演示
技術(shù)在線
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