力反饋（Force feedback）技術

力反饋技術用于再現人對環境力覺的(de)感知。在人的(de)五大感官中力覺或觸覺是人體感官中唯一(yī)具有(yǒu)雙向傳遞信息能力的(de)信息載體。借助于力覺交互設備，人們可(kě)以真實的(de)按照人類的(de)肢體語言進行(xíng)人機(jī)自(zì)然互動和(hé)信息交流，通過應用力反饋設備，可(kě)以獲得和(hé)觸摸實際物體時相同的(de)運動感，從而産生更真實的(de)沉浸感。

如(rú)圖為(wèi)一(yī)個真實的(de)物體，受短(duǎn)棒接觸力的(de)作用後會發生彈性形變産生如(rú)圖所示的(de)反作用力；圖b，力反饋裝置則需要模拟真實物體受力以及産生反作用力的(de)物理(lǐ)過程，一(yī)方面獲取人通過短(duǎn)棒向虛拟物體施力狀态信息，比如(rú)位置或着力的(de)信息，同時利用反應被接觸物體物理(lǐ)屬性的(de)參考模型計算其在接觸或發生形變或可(kě)能産生的(de)反作用力的(de)大小和(hé)方向，由此産生力控信号，并通過裝置中的(de)執行(xíng)器計算出來的(de)反饋力作用到人手，從而在虛拟環境下實現觸覺真實物體的(de)觸覺再現。

 力反饋實現的(de)原理(lǐ)就是通過感知人的(de)行(xíng)為(wèi)模拟出相應的(de)力、震動或被動的(de)運動，反饋給使用者，這種機(jī)械上的(de)刺激可(kě)以幫助我們從力覺觸覺上感受到虛拟環境中的(de)物體，可(kě)以更加真實地(dì)體驗到力反饋設備反饋給操作者的(de)力及力矩的(de)信息，使操作者能感收到作用力。

 觸覺的(de)再現是一(yī)個力反饋的(de)過程，通過利用由計算機(jī)控制的(de)機(jī)械裝置，及力反饋裝置，或觸覺交互裝置來實現。力反饋裝置通過驅動裝置向使用者輸出反饋的(de)作用力，将真實物體被接觸或被受力時的(de)狀态以力的(de)形式再現到人的(de)手或肢體上來實現力覺的(de)交互。

 從結構上劃分，力反饋系統主要有(yǒu)用戶、力反饋裝置、和(hé)主計算機(jī)和(hé)前端機(jī)器人組成。其中，力反饋裝置是連接用戶和(hé)工作環境的(de)橋梁，他的(de)主要功能一(yī)方面是利用傳感器測量用戶在使用個過程中的(de)運動和(hé)位置信息，并将其實時傳送給主計算機(jī)；另一(yī)方面，接收來自(zì)主計算機(jī)的(de)力覺或運動信号，通過執行(xíng)器件将産生的(de)力感反饋給用戶。主計算機(jī)主要用來生成環境中的(de)三維視(shì)覺圖像，同時完成力覺與觸覺的(de)計算，實現與用戶操作的(de)實時交互。

  由于力反饋的(de)出現，在虛拟現實技術中交互設備從聽覺、視(shì)覺擴展到了力覺方面。力反饋技術被廣泛應用到醫療，航空行(xíng)天技術，納米技術、培訓以及娛樂(yuè)等方面。