触觉装配与原型开发：综述性评论

触觉技术在数字产品开发中的一个重要应用是虚拟原型开发（VP），其中涉及装配相关活动的交互式规划、仿真与验证的部分统称为虚拟装配（VA）。尽管过去二十年中有大量的研究与开发努力，触觉辅助的 VP/VA 的工业采用速度慢于预期。撇开硬件限制不谈，软件开发中面临的主要障碍可归因于缺乏有效且高效的触觉反馈计算模型。此类模型必须 1) 适应装配任意形状物体时面临的固有几何复杂性；并且 2) 符合臭名昭著的帧率要求所施加的计算时间限制——即触觉反馈的 1 kHz 相对于更易处理的图形渲染的 30-60 Hz。同时实现这些相互竞争的目标远非易事。本综述从几何建模与空间推理的视角出发，呈现触觉辅助 VP/VA 中一些概念与计算上的挑战、机遇以及有前景的未来方向，重点关注触觉装配。主要聚焦于重新审视用于处理实时约束多体仿真的不同方法的定义与分类，从基于物理、基于几何到混合与统一方法，运用多种辅助计算设备来指定、施加并求解装配约束。特别关注的是新近开发的源自运动规划与蛋白质对接的“解析方法”，其作为更流行的组合方法之外的替代范式已展现出巨大前景。