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我來自賓州大學
是一位機械工程學教授
而我最喜歡的嗜好是攝影。
我環遊世界,
四處拍照,
這樣我可以記住所有我見到的
美麗及有趣的事物。
但我沒辦法做到的是 記錄並分享
這些東西的觸感。
而這很令人訝異,
因為人的觸覺真的很重要。
實際生活裡的每件事
每個操作和互動
都用得上我們的觸覺。
因此觸覺是很有趣的。
它分為兩部份。
第一部份是觸感,
你皮膚的感覺。
第二部份是動覺,
而這和你身體的位置有關,
或是它是怎麼移動、
還有遇到的是什麼外力。
而人很擅長
結合著兩種感覺
以瞭解你在物質世界上的
各種互動
當你觸碰一個表面時,
是一塊石塊、一隻貓、一隻兔子, 還是什麼?
因此,身為一個工程師, 我很讚嘆
也很敬佩
人類的手的精巧。
我很疑惑、也很好奇,
藉著研究
人類的觸覺
我們能不能讓科技變得更好。
利用手的優點,
我能改善電腦或機械的介面嗎?
我想我們可以,
這正是「觸覺學」這個學科的核心,
也是我研究的領域。
它是關於互動的觸覺科技。
而它運作的方式是:
當你在空間中移動你的身體,
身為一個工程師,我可以製作一個
一個測量各個運動的系統,
接著隨著時間顯現不同觸感,
讓它合乎常理、
讓它符合你在真實世界的感覺,
我有辦法誘導你覺得你在摸東西,
儘管實際上並沒有東西。
好,所以這裡有三個例子,
這些都是我在 賓大實驗室完成的。
第一個是關於
我剛剛說的同樣的問題:
我們如何捕捉物體的觸感
然後再做出同樣的感覺?
我們解決這問題的方法
是製作一個手握的工具
裡面有許多不一樣的感應器。
有力量感應器,
這樣我們才知道你用了多少力;
有動態記錄器,
這樣我們才知道你怎麼移動;
還有振動感應器、
加速度感應器,
它們可以偵測前後振動的量,
好讓你知道這是一塊帆布
而不是絲綢還什麼的。
接著我們取出這些互動中
我們記錄的資料。
這些是十秒鐘的資料。
你可以振動是如何隨著你的移動
變大變小。
接著我們構造了這些關係 的數學模型
然後在平版電腦中寫一個程式
這樣當你拿著觸控筆
並去碰時,
在白匣子裡的揚聲線圈
會開始振動,給你一種
你正在摸真實物體的感覺
就像你真的摸到帆布時一樣,
會上下振動。
我們可以創造 非常具有說服力的幻覺。
我們可以在各種平面上這麼做,
那真的很有趣。
我們把它叫做觸覺攝影,
觸覺的攝影。
我想這對許多領域 都會有
潛在的好處,像是線上購物,
或是互動博物館展覽,
就是那些你實在不該摸
但你總是想摸的珍貴文物。
第二個我想說的例子
源自於與
賓大牙醫學院 Margrit Maggio 醫師的合作。
她部份的工作是教牙醫系學生
如何分辦病人口腔
哪裡有蛀牙。
當然他們也會用 X 光,
但多數時候臨床的判斷
則仰賴他們的用牙醫探針
碰到你牙齒時的感覺。
你們都有這種經驗,他們會逐步檢查。
他們感覺到的是,如果牙齒真的很硬
那就是健康的;
但如果有點軟或黏,
這是珐瑯質開始退化的警訊。
而這種判斷是對一位
牙醫系新生來說是困難的,
因為他們對牙齒還不熟悉。
但你希望他們能夠
在為實際病人看診前學會這點。
所以我們在牙醫探針上
加裝加速度感應器,
接著記錄 Maggio 醫師碰觸不同
已拔牙齒時的感覺。
然後我們就可以像播影片一樣 沿著觸碰的軌跡
再放一次。
所以當你握著這 重覆播放的工具時
你可以感覺到的不只是音軌, 而還有「觸軌」。
你可以和牙醫師有一樣的感覺,
就是當他們錄製以及
做判斷時的感覺。
所以這是一個樣本。
這顆牙齒看起來很可疑,對吧?
有許多黃斑,
而你可能會想:
「噢,這顆牙一定要補了。」
但事實上,如果你注意一下它的觸感,
整顆牙齒表面都又硬又健康,
其實這位病人不需要補牙。
這些正是醫師們
每天要做的判斷
而我想我們發明的這項科技
在不同的醫療訓練上
應該很有潛力,因為它很簡單
而且在重現 別人使用工具的感覺上
表現得很好。
我想它也可能讓遊戲變得
更為互動也更有趣,
並且在你的感受上更加真實。
最後一個我想說的例子
一樣是有關人類的運動。
所以如果你們有人曾經學過運動,
你知道,像衝浪這樣的運動 你是如何上手的?
你會練習。
你會一次一次努力練習,對吧?
藉由一些小的修正,
這可能來自教練的教導,
學習如何改進自己的動作。
我想我們可以利用電腦
來讓這個學習的過程 更有效率也更有趣。
所以,舉例來說,
如果我想要你學
六個不同的手臂動作,
你可以來到我在賓大的實驗室
然後試試我們的系統。
我們用 Kinect 來量測你的動作,
我們在螢幕上顯示圖像,
接著也會給你觸覺的暗號,
也就是這些觸覺手臂環
傳送給你的觸覺回饋,
這裡面裝有馬達
可以在你動的時候引導你。
所以,如果你戴上它,
當你試著跟上動作時,
如果你動作歪了,
比如說你的手太高了,
我們會啟動 就在你皮膚上的馬達
來讓你知道,嘿,你應該低一點,
幾乎就像是一個教練 耐心地引導你,
然後幫助你更快地 學會這些動作,
並且作出更精準的修正。
我們為中風復健開發這個系統,
但我認為還有很多不同應用,
像是舞蹈訓練
或是各種的運動訓練。
所以,你現在大概知道
觸覺學這個領域了,
我想你在未來會聽到更多。
我已經講完三個例子了,
接著我想花一點時間
來感謝所有和我一起
在賓大實驗室努力的偉大的學生,
以及我的合作者,
他們是很棒的團隊。
我也要謝謝你們用心的聆聽。
(掌聲)