5G 和触觉互联网到底是什么?

阅读数:14697 2019 年 6 月 18 日 11:01

5G 和触觉互联网到底是什么?

人们的视听需求藉由互联网得到满足。如果互联网能够满足人们的另一种需求——触觉,那将是什么样的体验?随着 5G 技术的诞生与普及,科学家们正开始构建触觉互联网。触觉互联网的概念由德国德累斯顿技术大学教授 Gerhard Fettweis 提出。2012 年, Gerhard 教授和他的团队在就开始思考如何实施远程触控机器人。他们说,我们不应该仅仅看到和听到发生在远方的事情,还应该能触碰和感受到它们。利用比特和字节构建的数据网络精确传递等同于人类触觉的感受。而自从 Mischa Dohler 在巴塞罗那召开的世界移动通信大会上作了演讲,触觉互联网迅速成为了那次会议的热词。

但要让触觉互联网变成现实,数据传输速率无论如何也要变得更快才有望实现,而 5G 为触觉互联网的诞生带来基础。触觉互联网的实现极具挑战性,但研究人员和公司已经对其产生了浓厚的兴趣。

触觉互联网因 5G 而生。我相信, 5G 所带来的超低时延、超大带宽和海量连接将与触觉互联网一起改变世界。让我们看看 Catherine Ellis 为我们带来的科普文章。

5G 和触觉互联网到底是什么?

有了 5G ,我们就可以超越音频和视频,通过触摸进行交流。

5G 是下一代移动互联网连接技术。它提供的速度比当前 4G 网络要快 10 倍,甚至 20 倍,具有更快的数据上传和下载速度、更大的带宽和更稳定的连接。这将使我们能够更快地使用移动设备完成当前所做的一切,包括流媒体直播 4K 视频和瞬间下载电影。

然而, 5G 的速度和带宽也为其他连接设备带来了大量新机遇,包括以前所未有的方式进行实时交互。其中最令人兴奋的是触觉,或者说是 触感通信(haptic communication)——通过远程传递身体感觉的触觉。

什么是触觉互联网?

触觉互联网将使触觉能够远距离传输,不管有没有视觉反馈——这在以前是不可能的,因为所需的数据量极其庞大,而且还需要超低延迟的连接来进行实时交互。

触觉互联网有潜力使增强现实和虚拟现实更具沉浸感,帮助远程操作的机器变得更加精确,在医疗保健领域开辟了新的途径,并在教育领域提供了新的机会——而这仅仅是开始。

5G 和触觉互联网到底是什么?

触觉互联网是如何工作的?

触觉互联网面临的最大挑战之一,是在没有物理表面的情况下,给皮肤创造压力感。有几种方法可以实现这一点,其中最有前途的方法是紧密聚焦声波(tightly focused sound waves)。

英国 UltraHaptics 公司开发了一种利用超声波在空中产生触觉反馈的系统。它的硬件配有超声波换能器(微型高频扬声器),这些换能器可单独控制,在皮肤上创造不同的感觉。如果你想象不出来是什么样子,那请你想象一下在一场音乐会上,通过身体感受低音是什么感觉。

这些传感器与一个深度相机配对,允许系统软件检测你手部位置并做出相应的反应。屏幕或虚拟现实头盔可以提供伴随的视觉和音频,使虚拟物体具有触觉。

Microsoft 正在开发另一种触觉反馈形式,它使用空气漩涡环(air vortex rings,也就是空气炮)。与 UltraHaptics 的技术一样,硬件类似于扬声器的振膜。但在这种情况下,空气被推入一个小孔,变成一个集中的环,可以使 4 英寸的分辨率移动 8.2 英尺远,虽然远不如超声波系统那么精确,但胜在距离更远。

增强现实技术已经在设计和工程领域有了发展的迹象,触觉互联网将使工人能够更直接地与他们创作互动,虚拟对象会让人感觉更稳定。再加上 5G 的超低延迟,对用户来说,那些曾经感觉不到连接的控制将变得触手可及。

5G 和触觉互联网到底是什么?

触觉互联网要怎么用?

触觉互联网的首批用途之一无疑是游戏方面,让玩家感受到他们与之互动的虚拟环境,但它也有着更广泛的潜力。

触觉互联网最重要的应用之一是医学。一旦 5G 得到普及,偏远地区的人们就可以获得过去需要数小时旅程才能获得的医疗服务,包括远程实时咨询。但由于有了触觉互联网,通过远程操作机器人进行治疗也将成为可能。

得益于 5G 技术,不仅可以远程控制机器人,医生还能接收到触觉反馈,帮助他们进行更精确的工作。

例如,触觉互联网可以使外科医生感受到远程遥控手术刀施加的压力,或者让骨科医生操纵关节帮助病人从损伤中恢复。

5G 技术驱动的触觉互联网也有望改善残疾人的生活。到目前为止,盲文智能手机的发展鲜有超越概念图纸的时候。因为创建一个可以动态地改变形状、重现必要的凸起点图案的表面非常困难。有了触觉互联网的触觉技术,盲文通信将会变得容易得多,因为发射器产生的“凸起”可以让盲人感觉到,并能够在几秒钟内改变。

5G 和触觉互联网到底是什么?

结合增强现实,触觉互联网也将在工业中得到应用。对于设计师和工程师来说,这将使他们在虚拟空间中能够更精确地操作 3D 模型。像 Volvo 这样的公司已经在试验应用 Microsoft Holoens 和 Google Glass,以帮助在生产线上进行复杂的装配,并增加了触觉的反馈,可以使工作更容易、更安全。如果部件放错了位置,就会提供触觉警告,并使其与工人视野中的指令交互更加简单容易。

对汽车制造商而言,触觉互联网也将使司机更容易将注意力集中在前方的道路上。全自动汽车还需要很多年以后才能普及,而且,带有大触摸屏的的信息娱乐系统的普及意味着现代汽车充满了潜在的干扰。有了触觉互联网,司机只需触摸就可以与车内系统进行交互,而无需低头查看显示器和控制器。

触觉互联网带来了几乎无数种的可能性。试想如果一个任务目前涉及通过音频或视频进行通信,那么触觉互联网可以增加另一层交互。

触觉互联网什么时候能够实现?

Microsoft 的漩涡环系统仍处于试验阶段,但 UltraHaptics 的超声波技术已经商业化,可作为开发套件供任何对触觉互联网感兴趣的人们使用。目前,大多数应用程序都涉及到公共空间中的游戏。但随着 5G 的推出,我们希望能够看到它有更多新奇的用途。

5G 将以更高的质量、更流畅、更逼真的视听效果来改变虚拟现实,多亏了触觉互联网,你不仅能够看到、听到虚拟世界,还能感受到它。

英文原文:
https://www.techradar.com/news/5g-and-the-tactile-internet-what-really-is-it

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