米乐m6官方网站传感系统研究中心混合传感装置研究组研究组组长武井雄介、东北大学（以下简称“东北大学”）信息科学研究科研究生院应用信息科学研究科人机信息学首席研究员竹下敏宏坤阳Masashi，国立大学法人筑波大学（以下简称“筑波大学”）系统信息部应用触觉实验室 Taku Hachisu 助理教授，Adansons Co, Ltd（以下简称“Adansons”） Yuji Nakaya 董事兼 Ultra Thin 首席技术官触觉MEMS开发了一种使用触觉设备的“双向远程触觉传输系统”。
系统是触觉设备和触觉信号编辑技术，您可以体验宽范围频率的触觉信号，因此可以从手腕测量指尖操作和握手等触觉信息并将其传输给对方。我们设想了一些用例，例如在娱乐领域创建更真实的振动分布以及在远程位置共享振动体验。
这项技术的详细信息将于 2024 年 SXSW Conference & Festivals 上公布，该会议将于 2024 年 3 月 8 日至 16 日在美国德克萨斯州奥斯汀举行。
目前，触觉技术正在积极应用于娱乐领域。然而，传统的LRA型振动发生元件存在诸如可使用的振动频带有限（大约150至250赫兹）、产生振动的单一功能以及需要确保安装空间等问题。此外，利用现有的软件技术，在创建内容所需的“可感知的振动测量”时，除了测量过程中原本要传输的振动信号外，还包括运动噪音、身体发出的心跳声等振动信号，从而导致振动信号不清晰。
为了解决上述硬件和软件问题，AIST 传感系统研究中心一直与欧姆龙公司的电子和机械元件业务公司合作，开发出世界上最薄、最轻的采用超薄 MEMS 的触觉薄膜。 (“创造多种皮肤感觉的薄膜状振动装置”2021 年 1 月 18 日 AIST 新闻稿）
在本次演示中，通过将各种信号处理技术应用于配备触觉膜的设备，我们实现了通过振动共享真实的感觉和体验。
这项研究的结果是新能源产业技术综合开发机构（NEDO）委托的项目的结果。
在这项研究中，我们将使用一种触觉设备，该设备采用 AIST 的超薄 MEMS 元件、东北大学的信号增强和转换技术 (ISM)、筑波大学和 Adansons 开发的一种产生变形非语言行为和反应的技术。通过结合从开发的振动数据中提取特征的“参考系统人工智能”的下面列出的四个要素，我们开发了一种触觉共享系统，“可以表达人类可以感觉到的所有频段的振动”并且“可以强调您想要传达的振动。”
- AIST“使用超薄 MEMS 元件的触觉设备”
我们开发了一种硬件设备，不仅可以表达振动，还可以测量振动。这种厚度仅为10微米的超薄MEMS元件具有两种功能：利用正压电效应（弯曲时产生电压）的振动传感器和利用反向电压效应（施加电压时导致变形）的振动发生器，使得在不改变元件尺寸的情况下共享双向触觉成为可能。例如，我们可以根据用户的需求和用途定制设备，例如腕带式设备、钉式设备、环式设备以及可以佩戴在手腕上的笔式设备（图1）。腕带式设备不会限制手和手指，因此可以在“拿着智能手机享受触觉演示”或“在分享触觉的同时传递工厂工作等技能”等情况。
图 1 使用触觉设备的示例。环型、钉型（左）、笔型（右）
当本研究开发的超薄 MEMS 用于触觉设备时，它的优点是能够在人类可以感觉到的广泛频率（1 至 1,000 Hz）内同时产生振动和传感，而且即使在具有多个元件的多通道时，它也很薄且重量轻，因此可以节省空间。
- 东北大学“感觉振动的强化和调制技术（ISM）”
我们开发了信号处理技术“ISM（强度分段调制）”作为软件要素之一。 ISM是一种根据人类触觉感知特性进行计算，将接触振动、声振动等高频信号转换为易于在设备上播放的低频信号，同时保留触觉的技术。这使得即使使用小型振动器也可以提供更广泛的可感知振动，从而创造用户易于感受到的振动体验。
当ISM应用于由超薄MEMS元件制成的触觉设备时，已经证实，通过利用超薄MEMS的特性，例如“可以在高频带中驱动”和“无论频率如何，特性都是恒定的”，振动可以转换成更容易体验的信号。已经证实，它具有能够表达身体感觉的细微差异的优点并再现音乐信号的身体振动。该技术在该系统中的工作原理是“强调您想要传达的振动”（图 2）。
图2 使用腕带式设备进行“切割”的触觉共享图像
- Adansons“使用原始人工智能提取数据”
我们开发了独特的“参考系统人工智能”技术作为软件要素之一。通过使用该技术，可以立即从源数据中提取必要的数据。该技术的一个特点是它可以将输入信号分解为数据特征，在该系统中，它的工作原理是“仅提取需要传输的振动。”
- 筑波大学“在线交流中的触觉信息传输系统”
作为软件元素之一，我们开发了独特的双向远程触觉传输系统。在在线会议和其他环境中，很难传达面部表情和生理反应等非语言行为，但我们创建了使脉冲数据变形的伪脉冲数据，并验证了通过通信线路远程重播的有效性。在这个系统中，它充当“独特的情感表达技术，允许通过触觉进行表达。”
未来我们不仅会在技术方面发力，还会在内容创作方面发力，让这项技术能够在很多领域创造价值。
体验振动不仅应用于娱乐领域，还包括传承非语言技术的手工艺、加工等手工作品的引入，以及在体育转播中向观众传达运动员心理状态的新内容。我们计划从三个方向促进技术与内容的融合：通过振动实现“心理”和“技术”，通过振动实现“体验式体验”通过振动远程共享。
展览名称：2024 年 SXSW（西南偏南）会议及节日，创意产业博览会，展位号 1423
成绩展示期间：2024年3月10日至3月13日
网址：https://wwwsxswcom/
我们将展示新用户体验的示例，该体验将体育广播和短视频等视频/音频内容与触觉信息相结合。