Force Dimension 全系列觸覺反饋裝置：給用戶真實的(de)沉浸式體驗

如(rú)何定義一(yī)款優秀的(de)力反饋設備？

一(yī)款優秀的(de)力反饋設備能夠做(zuò)到：操作者可(kě)以随意的(de)自(zì)由運動，低(dī)驅動慣性和(hé)低(dī)摩擦，無動作限制，給客戶真實的(de)沉浸感。

本期為(wèi)大家帶來的(de)品牌及産品介紹是來自(zì) Force Dimension 的(de)全系列觸覺反饋裝置。

Force Dimension 公司依托瑞士洛桑聯邦理(lǐ)工學(xué)院（EPFL），成立于2001年(nián)，緻力于高(gāo)精度觸覺再現技術創新。其研發制造有(yǒu)并聯結構觸力反饋主手Delta、Omega、Sigma、Lambda四大系列産品，在機(jī)器人、工業、航空航天、醫療和(hé)消費電子(zǐ)等領域方面獲得國(guó)際認可(kě)。同時，與EPFL、Stanford University以及瑞士設計中心等各國(guó)研發機(jī)構保持多年(nián)密切合作交流，服務全球觸覺再現技術研究。

廣東超腦智能科(kē)技有(yǒu)限公司代理(lǐ)經營瑞士 Force Dimension 全系列觸覺反饋裝置，以顧問型銷售模式，從用戶利益角度提供專業建議和(hé)解決方案，與用戶建立長(cháng)期友好合作。服務科(kē)研，助力科(kē)技！

原理(lǐ)概述

人有(yǒu)五感：觸、視(shì)、聽、嗅、味，觸覺（力覺）是唯一(yī)具有(yǒu)雙向傳遞信息能力的(de)信息載體。通過應用力反饋設備，用戶可(kě)以真實的(de)按照人類的(de)肢體語言與機(jī)器進行(xíng)信息交互，獲得和(hé)觸摸實際物體時相同的(de)運動感，即可(kě)以産生真實的(de)沉浸感。

Haptics

力觸覺（Haptics)的(de)感知是一(yī)種無所不在的(de)對環境的(de)感知能力，對于科(kē)研領域可(kě)以簡單分為(wèi)三大類：人類感知（生物神經）、機(jī)器感知（傳感器）、計算機(jī)虛拟感知（數學(xué)建模）。

Tactile

接觸區域的(de)原始信息，如(rú)溫度、顔色、紋理(lǐ)、剛度、形狀、振動等，對于觸覺感知，更多的(de)是關注後四者。

圖A：真實物體受力發生彈性變形，産生一(yī)個如(rú)圖所示的(de)反作用力。

圖B：力反饋裝置需要模拟出真實物體受力後産生反作用力的(de)物理(lǐ)過程，這其中就包含采集人手的(de)位置和(hé)着力信息，以及模拟出反作用力。

力反饋系統由用戶、力反饋主手、機(jī)器人前段和(hé)計算機(jī)組成，力反饋在其中作為(wèi)雙向傳遞力信号的(de)樞紐，一(yī)方面利用傳感器測量客戶的(de)運動和(hé)位置，另一(yī)方面接受來自(zì)計算機(jī)和(hé)機(jī)器人前段的(de)力學(xué)和(hé)運動信号，通過電機(jī)驅動等方式将力感反饋給用戶，達到實時交互的(de)效果。

圍繞獨特Delta并聯機(jī)構設計，使用氧化鋁精細抛光運動連杆與框架，提供三自(zì)由度到七自(zì)由度模塊化選型，并搭配不同末端執行(xíng)器。

具有(yǒu)較大持續力，且持續時間足夠穩定

使用力反饋設備操作機(jī)械臂進行(xíng)持續性施力動作時，如(rú)組織穿刺、工件裝持，完成一(yī)次動作均需要較長(cháng)時間，穩定的(de)施力是動作完成的(de)基本條件。

合适的(de)操作範圍和(hé)機(jī)械自(zì)由度

主從手之間可(kě)以設置一(yī)定的(de)位移和(hé)施力放大倍率，因而僅需考慮力反饋主手，讓使用者能夠在其活動範圍內(nèi)自(zì)由運動，自(zì)由度也是很關鍵的(de)因素，如(rú)Omega.6為(wèi)6in-3out。

較高(gāo)的(de)剛度，保證觸力傳遞穩定性

力反饋設備的(de)結構選擇決定了其剛度和(hé)穩定性，Delta并聯結構具有(yǒu)三角穩定性，剛度性能優越，持續力範圍內(nèi)變形非常小，使得操作更為(wèi)準确。

低(dī)摩擦以及無多餘振動

使用者直接接觸力反饋主手，要獲得更真實的(de)觸感，機(jī)械結構的(de)摩擦、機(jī)械部件的(de)重力、運動部件的(de)振動等，需要具有(yǒu)十分嚴苛的(de)補償，直接體現為(wèi)空載時的(de)移動順暢無阻力以及自(zì)動懸停。

合适的(de)刷新頻率以保證觸感真實

類比于視(shì)覺，人眼感受到流暢的(de)畫面一(yī)般在24幀以上，低(dī)于24幀會産生卡頓感，而觸覺則需要1K以上信息交互，即力反饋設備需達到1K以上刷新率，才能讓使用者感受到流暢的(de)觸感。

符合人體工學(xué)設計和(hé)舒适性