南加大研发可穿戴触觉系统：让远程互动“触手可及”

在数字交流日益频繁的今天，我们虽能“看见”彼此，却常常“触摸不到”对方。为弥补这一情感鸿沟，南加州大学维特比工程学院（USC Viterbi）的研究团队开发出一套可穿戴触觉交互系统，首次实现多人在共享虚拟空间中实时传递并感受真实触觉，如握手、轻拍、拥抱等亲密动作。

这项突破性技术已在 arXiv 预印本平台发表，并于 IEEE 世界触觉大会（World Haptics Conference）上展示用户研究结果，标志着虚拟现实社交向“情感化连接”迈出关键一步。

触觉缺失：数字时代的“情感饥渴”

“人类从婴儿期到成年，都依赖身体接触来建立情感纽带、增强信任、缓解压力。”
——Heather Culbertson，南加大计算机科学与生物医学工程副教授，项目负责人

她指出：“尽管人们花在在线社交上的时间越来越多，但抑郁、焦虑和所谓的‘触觉饥饿’（Touch Starvation）现象也在上升。我们能视频通话，却无法给亲人一个拥抱。”

尤其是在疫情加速远程化之后，远程办公、在线教育、云端医疗已成为常态，但缺乏物理互动的沟通方式正悄然侵蚀着人际关系的质量。

“虚拟交互已是现代生活的一部分。问题是：我们如何让它更贴近真实社交带来的心理益处？”
——Culbertson

技术突破：手套+袖套，让“虚拟触摸”成真

该系统由智能触觉手套与臂带组成，内置多个微型振动电机，能精准模拟压力、滑动、挤压等触觉信号。

核心功能亮点：

• 🧤 多人实时触觉交互：支持最多 16 名用户同时在线，每位用户以全身体3D虚拟形象（Avatar）出现在共享VR空间。

• ✋ 自然手势传递：可执行并感受到握手、轻拍背部、手臂轻捏、递物等社交动作。

• 🧱 虚拟物体反馈：当用户拿起虚拟杯子或完成协作任务时，设备会提供逼真的振动反馈，增强沉浸感。

• 🎮 自由移动交互：不同于传统视频会议，用户可在虚拟空间中自由走动、绕行、互动，如同真实共处一室。

研究验证：触觉让虚拟互动更“走心”

在用户测试中，研究人员对比了有触觉反馈与无触觉反馈两种场景下的社交体验。结果显示：

• ✅ 参与者认为带有触觉的互动更具吸引力

• ✅ 情感体验更愉悦、真实、亲密

• ✅ 社交临场感（Sense of Presence）显著提升

研究还探索了不同因素对体验的影响，例如：

• 手势速度如何影响情绪感知

• 不同振动模式（频率、强度、节奏）对“温暖感”或“安慰感”的塑造作用

这些数据为未来设计更具情感表达力的虚拟触觉语言提供了科学依据。

背后故事：一位博士生的“思念驱动”研究

“这个项目源于一个简单却深刻的人类渴望：离别之人，如何更靠近彼此？”
——Premankur Banerjee，Culbertson实验室博士生，论文第一作者

他坦言：“我已离家五年多，这份研究不仅是学术工作，更是个人情感的寄托。我们不是要‘模拟存在’，而是要恢复那种因距离而失去的身体亲近感。”

正是这份情感驱动力，推动团队融合计算机科学、工程学、神经科学、心理学与社会学，打造出不仅“技术可行”、更“情感可用”的交互系统。

应用前景：从医疗到教育，让“远程”不再“遥远”

虽然无法完全替代真实接触，但这项技术为多种场景带来全新可能：

🏥 医疗健康

• 医院或养老院中，患者可与家人“隔空拥抱”

• 心理治疗中用于缓解孤独与焦虑

🏫 教育与培训

• 远程课堂中，教师可通过轻拍鼓励学生

• 团队协作训练中增强非语言沟通

💼 远程办公

• 虚拟会议室中握手致意、击掌庆祝

• 提升团队凝聚力与情感连接

❤️ 个人关系

• 异地恋人、军属家庭、海外游子可通过“虚拟触摸”维系亲密