觸覺通信技術(shù) 專題導(dǎo)讀

專題策劃人 周亮

南京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、通信與信息工程學(xué)院院長，教育部寬帶無線通信與傳感網(wǎng)技術(shù)重點實驗室主任;先后獲教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授、中共中央組織部“海外高層次青年專家”等榮譽稱號，獲國家自然科學(xué)基金委員會“優(yōu)秀青年基金”資助;作為項目負(fù)責(zé)人和主要完成人，主持并參與了多項國家級重點科技攻關(guān)項目;發(fā)表論文多篇，擁有授權(quán)專利25項。

觸覺是人類感知并與外部環(huán)境交互的一類重要方式，它通過來自皮膚表面的敏感神經(jīng)來感受接觸物的材質(zhì)、運動、壓力、溫度等屬性。區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，觸覺通信需要通過對觸覺控制信息的傳輸和反饋來進行精細(xì)的動作控制，通過與實際或虛擬的物體進行遠程實時交互來實現(xiàn)“技能傳輸”，通過視、聽、觸的多感知融合，實現(xiàn)“所見即所觸”。近年來，觸覺通信技術(shù)受到了全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注。其中，國際電信聯(lián)盟（ITU）和電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已著手觸覺通信相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制訂。未來，觸覺通信將在智能交通、遠程醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、軍事訓(xùn)練、遠程教育等人機交互場景中得到廣泛應(yīng)用。

觸覺通信的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是在無線移動場景下實現(xiàn)高可靠低延遲的觸覺信號傳輸。針對觸覺通信中的關(guān)鍵技術(shù)和挑戰(zhàn)，本期專題的多篇文章展開了討論?！队|感技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展》探討了觸感信號的主要特點和觸感交互面臨的挑戰(zhàn)，并對觸感信息獲取與再現(xiàn)、編碼、傳輸?shù)燃夹g(shù)的研究進行了綜合討論?！队|覺通信中的信號獲取與恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)》聚焦于觸覺通信中的發(fā)送端信號獲取和接收端觸覺恢復(fù)技術(shù)，對觸覺感受、觸覺信號的采集設(shè)備以及觸覺信號的表征進行了描述，并針對觸覺通信過程中可能存在的信號缺失、干擾等問題提出了同模態(tài)和跨模態(tài)的觸覺信號恢復(fù)技術(shù)?！睹嫦?G的觸覺互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)》從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、信息傳輸、資源管理3個層面系統(tǒng)性地提出了觸覺通信關(guān)鍵使能技術(shù)框架?！睹嫦蛴|覺通信的預(yù)測窗口和計算卸載策略優(yōu)化》構(gòu)建了聯(lián)合預(yù)測和邊緣計算的觸覺通信框架，明確了時延和能耗之間的折中關(guān)系，并提出了發(fā)送者的預(yù)測效益概念，并以總預(yù)測效益最大化為目的，定義了多發(fā)送者的預(yù)測窗口和計算卸載策略聯(lián)合優(yōu)化問題?！兑环N面向視觸融合人機交互的柔性觸覺傳感陣列》提出了一種面向視觸融合人機交互的三維柔性觸覺傳感器以及相應(yīng)的觸覺采集軟硬件裝置，用于采集真實物理操作過程中的觸覺力信息。

本期的作者來自于知名高校與科研機構(gòu)。面向觸覺通信技術(shù)與應(yīng)用，作者們從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、信號處理、性能評估等方面介紹了該領(lǐng)域最新的研究成果和經(jīng)驗。希望本期的內(nèi)容能為讀者提供有益的借鑒與啟示。在此，對所有作者的大力支持表示由衷的感謝！

周亮2021年11月20日