HapMorph: 一种用于多维触觉属性渲染的气压框架
机器人学
2025-09-09 v1
摘要
能够同时调节多种物理属性的触觉界面仍是人机交互中的根本性挑战。现有系统通常只能在可穿戴形式因素下渲染几何特征或机械属性,但很少同时实现。我们介绍HapMorph,一种通过反向纺织气压执行器(AFPA)实现对象尺寸和刚度连续、同时调节的气压框架。我们实现了一个针对手部交互的HapMorph原型,实现尺寸变化50-104mm,刚度调节最高达4.7 N/mm,可穿戴部件质量仅为21 g。通过系统性表征,我们展示了通过双腔压力调节实现尺寸和刚度属性的解耦控制。人类感知研究包含10名参与者,显示用户能以89.4%的准确率和6.7秒的平均响应时间区分九个离散状态(跨越三个尺寸类别和三个刚度水平)。我们进一步展示了将AFPA与互补气压结构组合以实现几何形变并伴随刚度控制的扩展架构。我们的结果确立了反向气压原理作为下一代触觉界面技术的通用路径,能够在实际可穿戴约束下实现多维属性渲染。
引用
@article{arxiv.2509.05433,
title = {HapMorph: A Pneumatic Framework for Multi-Dimensional Haptic Property Rendering},
author = {Rui Chen and Domenico Chiaradia and Antonio Frisoli and Daniele Leonardis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05433},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 5 figures