技術(shù)宅

知識(shí)掃盲——認(rèn)識(shí)觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)

觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是可以感受觸覺(jué)的互聯(lián)網(wǎng)。平時(shí)我們借助互聯(lián)網(wǎng)可以傳輸語(yǔ)音、視頻這類文件進(jìn)行遠(yuǎn)程交流，這些就類似語(yǔ)音視頻互聯(lián)網(wǎng)，而觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)則是傳輸觸覺(jué)數(shù)據(jù)的一種交流方式，通過(guò)傳輸觸覺(jué)實(shí)現(xiàn)彼此更高層次的遠(yuǎn)程交流。以前音視頻無(wú)法實(shí)現(xiàn)類似見(jiàn)面握手這類觸覺(jué)效果，而現(xiàn)在基于高速寬帶存在的觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)則可以讓網(wǎng)上的會(huì)面如親臨實(shí)境（圖1）。

遠(yuǎn)程觸摸的背后

那么這種遠(yuǎn)程觸覺(jué)效果到底是怎么樣實(shí)現(xiàn)的？了解虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的朋友都知道，通過(guò)這種設(shè)備我們可以獲得極度真實(shí)的虛擬觸覺(jué)體驗(yàn)，比如各種虛擬的點(diǎn)擊可以獲得真實(shí)的觸覺(jué)反饋。觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)的原理與之類似，不過(guò)因?yàn)槭沁h(yuǎn)程觸覺(jué)，它還要借助高速寬帶實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)數(shù)據(jù)的傳輸。

因?yàn)橛|覺(jué)是抽象感官的數(shù)據(jù)，要實(shí)現(xiàn)其觸覺(jué)捕捉，我們首先要實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)數(shù)據(jù)化的轉(zhuǎn)化操作，也就是說(shuō)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的觸覺(jué)數(shù)據(jù)先要在本地捕捉生成，并且可以被電腦識(shí)別。大家知道，通過(guò)視頻捕捉、語(yǔ)音錄制等工具，我們可以很輕松地生成多媒體數(shù)據(jù)。同樣的要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸覺(jué)，我們也需要對(duì)觸覺(jué)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉。視覺(jué)捕捉大多是通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)的，比如要讓用戶有握手的觸覺(jué)，我們就可以通過(guò)傳感器捕捉這種觸覺(jué)。這樣當(dāng)用戶的手和傳感器“握手”連接的時(shí)候，傳感器就會(huì)捕捉到握手?jǐn)?shù)據(jù)，同時(shí)將它轉(zhuǎn)化為電腦可以識(shí)別的數(shù)字化數(shù)據(jù)，這樣這個(gè)握手行為就轉(zhuǎn)化為電腦數(shù)據(jù)了，類似我們使用錄音軟件，將人的語(yǔ)音輸入轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音數(shù)據(jù)（圖2）。

完成本地?cái)?shù)據(jù)的采集后，這些數(shù)據(jù)就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。不過(guò)觸覺(jué)數(shù)據(jù)和常規(guī)的文本、視頻數(shù)據(jù)不同，它的數(shù)據(jù)量要比這些文件多得多。比如一個(gè)簡(jiǎn)單的握手操作，因?yàn)樾枰@得類似真實(shí)握手的感覺(jué)，傳感器需要獲取手掌整個(gè)觸覺(jué)的所有數(shù)據(jù)，包括力度、所有接觸點(diǎn)、關(guān)節(jié)彎曲度等，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電腦可識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)后就變得非常龐大，而且這種觸覺(jué)需要讓對(duì)方實(shí)時(shí)感受到，因此要將這些數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸就必須借助高速的網(wǎng)絡(luò)。5G的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最高的速度可以達(dá)到每秒10GB，只有這種高速寬帶才有可能實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)數(shù)據(jù)的傳輸和不延遲（圖3）。

遠(yuǎn)程用戶接收到觸覺(jué)數(shù)據(jù)后需要進(jìn)行解碼，這樣用戶才能獲得觸覺(jué)感覺(jué)。這個(gè)解碼操作就類似收到對(duì)方QQ發(fā)來(lái)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)本地電腦的視頻解碼器才能進(jìn)行播放。觸覺(jué)數(shù)據(jù)的解碼同樣需要解碼以后才能讓我們有握手的觸覺(jué)體驗(yàn)。解碼也是借助傳感器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)我們?cè)陔娔X上接收到遠(yuǎn)程發(fā)來(lái)的觸覺(jué)數(shù)據(jù)后，通過(guò)本地傳感器將數(shù)據(jù)解碼。比如可以通過(guò)特制的觸覺(jué)手套，這樣電腦在收到對(duì)方發(fā)來(lái)的握手?jǐn)?shù)據(jù)并解碼后，我們通過(guò)觸覺(jué)手套就可以實(shí)時(shí)獲得對(duì)方的握手感覺(jué)，同樣的我們的握手?jǐn)?shù)據(jù)也會(huì)通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?duì)方的電腦上并進(jìn)行解碼，從而實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)的遠(yuǎn)程傳輸和體驗(yàn)（圖4）。

不僅僅是觸覺(jué)——觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)改變生活

觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸感覺(jué)，這樣原來(lái)我們?nèi)粘Ｉ钪行枰|摸才能實(shí)現(xiàn)的操作，通過(guò)電腦+高速寬帶就可以輕松實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)的出現(xiàn)必然會(huì)給我們的生活帶來(lái)更多的便利。

原來(lái)很多需要觸摸才能學(xué)好的技能如學(xué)習(xí)鋼琴，傳統(tǒng)的方法是在老師的指點(diǎn)下觸控按鍵學(xué)習(xí)。隨著觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)的普及后，現(xiàn)在遠(yuǎn)在千里之外的老師就可以給我們現(xiàn)場(chǎng)效果般的指點(diǎn)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)傳感器，我們的按擊效果可以同步實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程老師的電腦上，同樣遠(yuǎn)程老師正確的指法點(diǎn)擊也可以讓我們實(shí)時(shí)感覺(jué)到。觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)讓各種技能性遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)變得更為便利，徹底突破原來(lái)的地域限制。

對(duì)于商家而言，這種遠(yuǎn)程觸摸體驗(yàn)也可以讓我們獲得更好的購(gòu)物體驗(yàn)。比如出售的是一些需要觸摸才能獲得更好體驗(yàn)的商品如一些衣服，只有觸摸后才能感覺(jué)布料材質(zhì)的好壞。現(xiàn)在觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)的普及后，購(gòu)買(mǎi)這些衣服就可以“先摸”后買(mǎi)，再也不怕買(mǎi)到看上去款式新穎，但是材質(zhì)卻一塌糊涂的衣服了。

觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)的起源

觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)（Tactile Internet）一詞最先為德國(guó)德累斯頓技術(shù)大學(xué)教授Gerhard Fettweis所提出。Gerhard教授和他的團(tuán)隊(duì)早在2012年便開(kāi)始思考如何實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程觸控機(jī)器人了。因?yàn)闄C(jī)器人的控制除了復(fù)雜的指令控制外，通過(guò)觸摸控制可以獲得更好的操控效果。如通過(guò)點(diǎn)擊機(jī)器人某一部位的傳感器傳輸指令，這樣不僅操作更簡(jiǎn)單，而且也便于機(jī)器人更精準(zhǔn)的接收。不過(guò)觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)需要傳輸海量數(shù)據(jù)，所以也只有5G網(wǎng)絡(luò)的高傳輸速度才能讓它變?yōu)榭赡堋Ｓ?guó)科學(xué)家Dohler對(duì)觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了更深一步的研究，他在巴塞羅那召開(kāi)的世界移動(dòng)通信大會(huì)上作了相關(guān)演講，“觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)”迅速成為熱詞。之后瑞典通訊業(yè)巨頭愛(ài)立信和三星也相繼投入重金進(jìn)行研究，使之逐漸成為當(dāng)今遠(yuǎn)程觸控的熱門(mén)科技。