基于稀疏致动器阵列的表面触觉反馈逐点振动模式生成
机器人学
2024-02-20 v1
摘要
表面振动触觉反馈能够通过智能手机、触摸板和游戏控制器等手持电子设备向人类传递各种语义信息。然而，用密集的致动器排列覆盖整个设备接触面会影响其正常使用；如何在仅于手持设备表面部署少量稀疏致动器的情况下，在任意接触点产生所需的振动模式，仍然是一个重大挑战。在本工作中，我们开发了一款尺寸与智能手机相当的触觉反馈板，仅包含五个致动器，并实现了可聚焦于板上任意位置的精确振动模式生成。具体而言，我们研究了单个无源线圈致动器的振动特性，并构建了其在反馈板表面任意位置的振动模式模型。通过模拟退火算法找到的最优相位和幅度调制被应用于稀疏阵列中的五个致动器。所有致动器的振动模式线性叠加，综合生成不同的板载振动能量分布以用于触觉感知。实验表明，与我们理想的单点聚焦目标振动模式相比，我们在触觉板上实现的逐点振动模式生成在结构相似性指数测量（SSIM）评估中达到了约 0.9 的平均水平。该稀疏致动器阵列可轻松嵌入常规手持电子设备中，这对于丰富其触觉交互功能具有重要的意义。
引用
@article{arxiv.2402.11496,
title = {Point-Wise Vibration Pattern Production via a Sparse Actuator Array for Surface Tactile Feedback},
author = {Xiaosa Li and Runze Zhao and Chengyue Lu and Xiao Xiao and Wenbo Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11496},
year = {2024}
}