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皮肤作为身体最大的器官,能够作为重要的信息通道。相应的,作为皮肤主要的感知之一,触觉同样能够传递丰富的信息,这使得这种感官通道有成为人机交互重要工具的潜力。有研究指出,与视听反馈不同,触觉输出提供了更丰富的物理交互,并利用了手和手指与生俱来的灵活性和空间敏锐度 。
随着人工智能、5G和大数据的发展,下一代智能交互的赛道更多偏向多模态感官的智能交互。因此,在包括触觉在内的人机交互领域中开展研究,创造具有“触觉”的机器人和物体将是未来设计的一个重要方向。
相较于以往一些单向的人机交互,触觉交互设备提供了一种双向的交互可能(bi-directional interaction)。也就是说,相比于其它感官,触觉是唯一一个既能输入,也能输出的通道,它给用户带来的“感知”和“操作”更偏向主观的感觉。因此,触觉与体验密不可分。
触觉交互的三种类型
面向盲人的触觉图形显示设计研究
Design by:清华大学未来实验室
世界卫生组织2020年报告显示,全球约有2.53亿视觉受损人口,其中3600万是全盲患者。作为世界人口最多的国家,我国2012年残疾人联合会残疾人概况报告显示,2010年末中国视力残疾人数为1263万。盲人用户的教育与生活问题受到了越来越多的关注。
许多视力障碍患者由于残疾、出行条件、经济条件、学校容积等原因无法接受义务教育,这对视障患者、社会和国家都造成了很大影响,视障人群的学习问题也受到了越来越多的关注。
随着技术的发展,今天盲人已经可以通过盲文进行书面文字学习,也可以使用读屏器等语音辅助软件来通过声音进行交流。
但是目前仍极度缺乏帮助盲人学习和理解图形信息的工具设备。传统的方法是通过不同的材料制作盲人学习专用的触觉图形,比如压印、盲文触点打印、热塑等方式。这类触觉图形的内容种类有限,制作过程较为复杂,体积相对较大,无法实时、动态地承载触觉信息,且不易长时间保存;无法满足信息时代盲人学习和生活的需求。
纸质触觉图形举例
面向盲人的触觉交互研究课题组,为研究触觉图形及其认知特点,邀请北京盲人学校、北京联合大学特殊教育学院等单位的专家进行专题研讨,并对视障学生现有教学材料进行收集。
在国家标准全文公开系统中,现行有七项关于盲文的推荐性国家标准
触觉交互设计的用户体验分析与研究
与视觉显示相似,触觉显示也有分辨率,人手指能够感知的分辨率约为2.5mm,因此该分辨率也就是盲文的排列间距。
对于盲人而言,触觉感知是从局部到整体的认知过程,他们必须通过连续的跟随刺激,收集信息,并进行整合分析。
触觉图形指南和标准
在认知过程中,需要采取主动探索/触摸引导相结合的模式:
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相对复杂的图像——触摸引导
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相对简易的图像——主动探索
触觉的信息获取速度慢于视觉,因此对于一般的视觉化图形图像,需要对信息进行分层和缩减,并简化透视关系。
触觉图形显示设备原型
在触觉引导系统设计方面,新增一组平面移动的滑台结构设计,引导环悬浮于触摸面板上方,为视障人群营造“手把手”的触摸辅助体验。
触觉图像终端始终致力于成为盲人访问互联网的接口,盲人用户可以通过触觉理解互联网丰富的图像信息,并借助语音说明辅助,实现触听觉同步理解图形图像的良好体验。
显示终端应用场景设计
面向听障人群的触觉化音乐体验设计
Design by:NotallyLabs
根据世界卫生组织和中国残联的数据,全球有4.3亿听力受损人士,中国的听障人群高达2054万。依靠手语和一些现代化辅助技术和服务,听障人士能够在一定程度上保障自身日常生活的安全和相互之间的交流,然而在参与大多数社会活动时仍会遭遇诸多不便,无法满足他们日益增长的社会交往和自我发展的需求。
除了作为生存、学习和交流的基础,听觉对人类的一大重要用途即是对于音乐的感知和欣赏。音乐体验是一种非功利性的审美体验,听音乐对于大部分人来说是生活中不可或缺的一部分,也是塑造个性和审美取向、增进人际沟通、建立情感连接的一项重要活动。虽然听觉通道受损,听障人士也有欣赏音乐的需求、能力和权利。
声波是由物体振动产生的
而声波的本质是一种振动,触觉与听觉对于振动感知模式都是物理性的,尤其在对节奏的感知上具有天然的一致性。研究发现聋人尤其在振动触觉刺激方面表现出一些认知加工优势。对于听觉受损的听众来说,仅仅使用视觉通道来接受音乐信息会给视觉造成较大的认知负担,而触觉通道则具备客观表现听觉信息、沉浸感强、听障人群感知敏锐度高等特点。
现有世界范围内基于振动触觉开展的面向听障人士的音乐音响体验设计。
Vibrotextile Surround-Body Experience
总部位于加州的一家名为“NotallyLabs”的公司介绍了它的“音乐:不可能(M:NL)”应用振动纺织技术,通过振动将声音翻译到皮肤上,让用户能够感受到听音乐体验的细微差别。该设计可以绕过耳膜,让使用者通过大脑听到音乐
听障歌手曼迪·哈维(MandyHarvey)穿戴Vibrotextile 。
随着物联网时代的到来,未来融合触觉的多模态计算将成为实现真正“智能”的迫切刚需。我们将继续探索多模态智能计算与设计创新结合的交互平台设计研究,使触觉通道在多模态生态中发挥重要作用。同时,通过触觉代偿,我们希望特殊人群也能够享受科技发展所带来的便捷生活,同时,得以用另一种方式,拓展对这个世界的认知,享受到人人生而拥有的,追求真理的权利。
素材来源:
清华大学未来实验室
Vibrotextile Surround-Body Experience Bypasses Eardrums Enabling Users to 'Hear' Music via the Brain | audioXpress
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