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首个“触觉通用定律”,或让虚拟现实技术迎来新发展

编辑:VR视角 发布时间:2020-10-13 11:04:47 0

近日,由英国伯明翰大学领导的一个研究团队利用与地震有关的瑞利波创建了首个触觉灵敏度的通用衡量定律,研究结果发表在《科学进展》杂志上。目前,研究人员正在利用这一理论开发覆盖触觉的虚拟现实技术


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瑞利波是由物体之间的碰撞产生的,通常只沿物体表面传播。


在这项研究中,科学家们发现,当有肢体接触时,波也会穿过皮肤和骨骼层,被身体的触觉感受器细胞接收。


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通过对这些触觉感受器进行数学建模,研究人员展示了感受器是如何定位在能够对瑞利波做出反应的深度:这些受体与瑞利波的相互作用会因物种不同而改变,但受体深度与波长的比值保持不变,从而定义了触觉灵敏度的通用定律。


研究人员用于制定该定律的数学方法基于一百多年前首次开发的地震模拟。诺贝尔物理学奖得主Georg von Bekesy曾首次提出——可以用地震相关数学方法来探索瑞利波和触觉之间的联系,而此定律支持了Bekesy的预测。


此外,研究小组还发现,即使最外层皮肤的硬度发生了变化,瑞利波和感受器之间的相互作用仍然存在。尽管皮肤外层因年龄、性别、职业甚至水合作用而发生了许多变化,受体对瑞利波的反应能力仍然不变。


这项研究的领导者、伯明翰大学数学学院的Tom Montenegro-Johnson解释说:“触觉这种原始感觉对我们的远古祖先、对现代的哺乳动物都一样重要,但它是最复杂的感觉之一,因此也最不容易被理解。我们有解释视觉和听觉的通用定律,但这次是我们首次以这种方式来解释触觉。”


这项研究的合著者、伯明翰大学的James Andrews补充说:“我们定义的通用定律能帮助我们更好地理解不同物种的不同触觉体验。例如,如果将犀牛的皮肤向下按压5毫米,它们会有和人类同样的感觉,只是按压所需的力度不一样。从进化的角度来看,这很好理解,因为它与相对危险和潜在伤害有关。”


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原创编译:花花 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《科学进展》

期刊编号:2375-2548

原文链接:https://phys.org/news/2020-10-universal-law-enable-advances-virtual.html

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