技術(shù)宅

知識掃盲——認識觸覺互聯(lián)網(wǎng)

觸覺互聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是可以感受觸覺的互聯(lián)網(wǎng)。平時我們借助互聯(lián)網(wǎng)可以傳輸語音、視頻這類文件進行遠程交流，這些就類似語音視頻互聯(lián)網(wǎng)，而觸覺互聯(lián)網(wǎng)則是傳輸觸覺數(shù)據(jù)的一種交流方式，通過傳輸觸覺實現(xiàn)彼此更高層次的遠程交流。以前音視頻無法實現(xiàn)類似見面握手這類觸覺效果，而現(xiàn)在基于高速寬帶存在的觸覺互聯(lián)網(wǎng)則可以讓網(wǎng)上的會面如親臨實境（圖1）。

遠程觸摸的背后

那么這種遠程觸覺效果到底是怎么樣實現(xiàn)的？了解虛擬現(xiàn)實設(shè)備的朋友都知道，通過這種設(shè)備我們可以獲得極度真實的虛擬觸覺體驗，比如各種虛擬的點擊可以獲得真實的觸覺反饋。觸覺互聯(lián)網(wǎng)的原理與之類似，不過因為是遠程觸覺，它還要借助高速寬帶實現(xiàn)觸覺數(shù)據(jù)的傳輸。

因為觸覺是抽象感官的數(shù)據(jù)，要實現(xiàn)其觸覺捕捉，我們首先要實現(xiàn)觸覺數(shù)據(jù)化的轉(zhuǎn)化操作，也就是說傳輸?shù)竭h程的觸覺數(shù)據(jù)先要在本地捕捉生成，并且可以被電腦識別。大家知道，通過視頻捕捉、語音錄制等工具，我們可以很輕松地生成多媒體數(shù)據(jù)。同樣的要實現(xiàn)遠程觸覺，我們也需要對觸覺數(shù)據(jù)進行捕捉。視覺捕捉大多是通過傳感器實現(xiàn)的，比如要讓用戶有握手的觸覺，我們就可以通過傳感器捕捉這種觸覺。這樣當用戶的手和傳感器“握手”連接的時候，傳感器就會捕捉到握手數(shù)據(jù)，同時將它轉(zhuǎn)化為電腦可以識別的數(shù)字化數(shù)據(jù)，這樣這個握手行為就轉(zhuǎn)化為電腦數(shù)據(jù)了，類似我們使用錄音軟件，將人的語音輸入轉(zhuǎn)化為語音數(shù)據(jù)（圖2）。

完成本地數(shù)據(jù)的采集后，這些數(shù)據(jù)就可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸。不過觸覺數(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。比如一個簡單的握手操作，因為需要獲得類似真實握手的感覺，傳感器需要獲取手掌整個觸覺的所有數(shù)據(jù)，包括力度、所有接觸點、關(guān)節(jié)彎曲度等，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電腦可識別的二進制數(shù)據(jù)后就變得非常龐大，而且這種觸覺需要讓對方實時感受到，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的無線網(wǎng)絡(luò)最高的速度可以達到每秒10GB，只有這種高速寬帶才有可能實現(xiàn)觸覺數(shù)據(jù)的傳輸和不延遲（圖3）。

遠程用戶接收到觸覺數(shù)據(jù)后需要進行解碼，這樣用戶才能獲得觸覺感覺。這個解碼操作就類似收到對方QQ發(fā)來的視頻數(shù)據(jù)，通過本地電腦的視頻解碼器才能進行播放。觸覺數(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體驗。解碼也是借助傳感器實現(xiàn)，當我們在電腦上接收到遠程發(fā)來的觸覺數(shù)據(jù)后，通過本地傳感器將數(shù)據(jù)解碼。比如可以通過特制的觸覺手套，這樣電腦在收到對方發(fā)來的握手數(shù)據(jù)并解碼后，我們通過觸覺手套就可以實時獲得對方的握手感覺，同樣的我們的握手數(shù)據(jù)也會通過高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄Ψ降碾娔X上并進行解碼，從而實現(xiàn)觸覺的遠程傳輸和體驗（圖4）。

不僅僅是觸覺——觸覺互聯(lián)網(wǎng)改變生活

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

原來很多需要觸摸才能學好的技能如學習鋼琴，傳統(tǒng)的方法是在老師的指點下觸控按鍵學習。隨著觸覺互聯(lián)網(wǎng)的普及后，現(xiàn)在遠在千里之外的老師就可以給我們現(xiàn)場效果般的指點。因為通過傳感器，我們的按擊效果可以同步實時傳輸?shù)竭h程老師的電腦上，同樣遠程老師正確的指法點擊也可以讓我們實時感覺到。觸覺互聯(lián)網(wǎng)讓各種技能性遠程學習變得更為便利，徹底突破原來的地域限制。

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

觸覺互聯(lián)網(wǎng)的起源

觸覺互聯(lián)網(wǎng)（Tactile Internet）一詞最先為德國德累斯頓技術(shù)大學教授Gerhard Fettweis所提出。Gerhard教授和他的團隊早在2012年便開始思考如何實時遠程觸控機器人了。因為機器人的控制除了復(fù)雜的指令控制外，通過觸摸控制可以獲得更好的操控效果。如通過點擊機器人某一部位的傳感器傳輸指令，這樣不僅操作更簡單，而且也便于機器人更精準的接收。不過觸覺互聯(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茖W家Dohler對觸覺互聯(lián)網(wǎng)進行了更深一步的研究，他在巴塞羅那召開的世界移動通信大會上作了相關(guān)演講，“觸覺互聯(lián)網(wǎng)”迅速成為熱詞。之后瑞典通訊業(yè)巨頭愛立信和三星也相繼投入重金進行研究，使之逐漸成為當今遠程觸控的熱門科技。