【摘要】：觸覺學(xué)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用,如遙控機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、假肢、娛樂交互界面以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等,以此來增強(qiáng)人對(duì)機(jī)器或者虛擬物體的操作性。電觸覺是現(xiàn)在主要的觸覺再現(xiàn)措施,即通過改變恒流/恒壓電脈沖的頻率、脈寬、強(qiáng)度以及脈沖方向等因素,讓人產(chǎn)生不同的觸覺感。首先通過人體皮膚神經(jīng)的建模推導(dǎo)出激勵(lì)函數(shù),并進(jìn)行仿真研究,通過改變施加在電刺激陣列的電脈沖方向和強(qiáng)度,設(shè)計(jì)能分別刺激皮下3種刺激感受器(Meissner觸覺小體、Merkel觸盤、Pancinian環(huán)層小體)的實(shí)驗(yàn)范式,同時(shí)進(jìn)行了心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。10位受試者參加了實(shí)驗(yàn),對(duì)食指進(jìn)行電觸覺刺激。正脈沖時(shí)采用不同頻率(10、30、70、90 Hz)的電脈沖進(jìn)行刺激,讓受試者產(chǎn)生不同級(jí)別的振動(dòng)感;負(fù)脈沖時(shí)采用不同脈寬(150、200、250、300μs)的電脈沖進(jìn)行刺激,讓受試者產(chǎn)生不同級(jí)別的壓力感。受試者對(duì)振動(dòng)和壓力的感覺強(qiáng)度進(jìn)行主觀判斷。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,該模型下的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ侥軌蚴褂|覺強(qiáng)度分級(jí)平均識(shí)別率高達(dá)80%以上,同時(shí)可通過對(duì)刺激電極分布以及電流大小的分析,找到最佳的刺激模式,保證最佳的觸覺再現(xiàn)。
[Abstract]:Tactile technology has been applied in many fields, such as remote control robot, surgical robot, prosthesis, entertainment interactive interface and virtual reality technology, to enhance the maneuverability of human to machine or virtual object. Electric tactile is the main tactile reappearance measure, that is, by changing the frequency, pulse width, intensity and pulse direction of constant current / constant voltage electric pulse, different tactile sense is produced. First of all, the excitation function is derived from the modeling of human skin nerve, and the simulation is carried out. By changing the direction and intensity of the electric pulse applied to the electric stimulation array, Three experimental paradigms were designed to stimulate subcutaneously three stimulators (Meissner tactile corpuscles, Pancinian annular bodies), and 10 subjects took part in the psychophysical experiment, and electrotactile stimulation was performed on the forefinger. The positive pulse was stimulated with different frequency (10: 30) electric pulse for 90 Hz, and the negative pulse was stimulated with different pulse width (150 200 250 300 渭 s) to produce different levels of pressure. The subjects made subjective judgments on the sensory intensity of vibration and pressure. The statistical results show that the experimental model can make the average recognition rate of tactile intensity up to more than 80%, and the best stimulation mode can be found by analyzing the distribution of the stimulation electrode and the current size. Ensure the best tactile reappearance.
【作者單位】： 上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2011CB013305) 國家自然科學(xué)基金(51075265)
【分類號(hào)】：R318

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本文編號(hào)：2236301