多感官环境中的触觉/触觉感知心理物理学研究

引文：雷晓，张廷伟，陈坤，张珏，田悦，方芳，陈丽涵。多感官环境中可穿戴触觉/触觉感知的心理物理学。虚拟现实智能硬件，2019，1（2）：185-200DOI：10.3724/SP.J.2096-5796.2018.0012虚拟现实与智能硬件·文章·2019年第 1卷 第 2期多感官环境肖磊3，张廷伟3，陈坤3，张珏3，4，田跃1，方芳1，2，5，6*，陈丽涵1，2*1. 北京大学心理与认知科学学院、行为与心理健康北京市重点实验室邮编：1008712. 北京大学机器感知教育部重点实验室，北京1008713. 北京大学跨学科高级研究院，北京1008714. 北京大学工学院，北京1008715. 北京大学清华-北京生命科学中心，北京1008716. 北京大学麦戈文脑科学研究所，北京100871*通讯作者陈丽涵（clh@pku.edu.cn）;方芳（ffang@pku.edu.cn）投稿时间：2018年12月26日受理时间：2019年3月5日国家自然科学基金资助项目（NSFC 61527804）;国家自然科学基金资助项目（NSFC 61621136008/DFG TRR-169）;德国研究基金资助项目（DFG TRR-169）。摘要多感官实验室位于北京大学，开展了多感官的基础研究空间和时间处理、感觉间结合和触觉/触觉感知。我们利用了一个典型的多感觉错觉-时间口技效应的范例，并将其应用于广泛的多感觉交互（主要集中在时间处理）。在这项工作中，我们总结了如何利用触觉刺激组成触觉线索和触觉明显的运动与其他感官刺激（视觉和听觉刺激）的接口，以检查在多感官背景下的潜在知觉组织。此外，我们还介绍了两个可穿戴触觉/触觉感知的例子，在我们的实验室，通过使用两个定制的触觉设备，并讨论了在这一领域的潜在应用。关键词 多感官;腹语效应;可穿戴触觉;知觉组织1介绍1.1时间腹语与知觉组织在多感觉世界中，跨通道事件之间的空间定位扭曲和时间错觉等知觉错觉不是例外，而是规律。在日常生活中，我们从不同的感官通道接收信号。我们的大脑建立了一个连贯的表示来区分来自同一个对象的信号和最初是分段的信号[1]。 知觉组织是将复杂的感觉信息转换为连贯的单位，从而使我们能够在环境中识别物体的过程[2，3]。我是第一个由一位著名的心理学家向你求婚的。www.vr-ih.com版权所有© 2019北京中科学报出版有限公司公司制作和主办：Elsevier B.V.代表KeAi。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/）的开放获取文章虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期提出知觉组织由两部分组成：分组和分离[4- 7]。许多因素影响了我们组织信息的能力，例如时间[8-10]，空间[11，12]和特征关系[13]。在时间腹语效应中，当所有事件都在假定的时间窗口内时，目标事件-视觉事件（具有较低的时间分辨率）的感知时间开始/时间间隔通常会因干扰物-听觉刺激或触觉事件（具有较高的时间分辨率）的存在而发生偏差[14]。通过利用时间口技效应，我们已经实施了经验心理物理学研究，以表明视觉明显运动的模糊感知可以通过精心设计的听觉输入[15- 18]和触觉输入[19，20]来解决。在远程呈现，我们表明，同步感知的跨模态（视觉触觉）事件是非常敏感的视觉丢包率。数据包丢失造成了时间延迟的印象，并影响了后续事件的感知。感知时间也受到通信延迟的影响，这导致时间被略微高估[21]。有了这些证据，我们已经证明了基本的感知（时间）组织原则，在确定跨通道交互的结果（潜在的感知偏差）。通常，采用跨模态表观运动（由感知分组调制）的范例[13，22]。例如，我们通过使用长距离触觉表观运动证明了听觉捕获对触觉表观运动的影响，其中我们在两个中指上呈现并交替两个触觉刺激，并将成对的听觉蜂鸣声与敲击对齐。一个蜂鸣声总是与一个敲击同步给出，但另一个蜂鸣声可以在0- 75 ms的SOA（刺激起始时间）中超前或滞后另一个敲击的存在。这两个SOA被发现产生相反的调制明显的运动，导致主导方向知觉（方向或方向运动）。这种调制效应表明跨模态分组的影响。此外，当只有奇数而不是偶数的敲击与听觉蜂鸣声配对时，这种配置消除了时间捕获效应，相反，观察到从听触侧到仅敲击侧的明显运动的主导感知与SOA变化无关（图1）。这些发现表明，不对称的跨通道分组导致对表观运动的注意调制，这抑制了跨通道时间捕获效应[23]。1.2触觉错觉触觉/触觉感知的研究是具有挑战性的，与其他感官通道，包括视觉和听觉模态的心理物理学研究相比。与视觉和听觉通道相比，触觉领域的错觉要少得多。事实上，在日常生活中，我们接触到的触觉错觉很少[24]。最近的研究集中在我们通过触觉界面感知虚拟环境或现实世界的错觉上[25，26]。一个突出的原因是设计合适的设备/刺激，以适应和满足研究目的的复杂性，通过施加刺激到人体的不同表面（如手指，面部和躯干/躯干），在这个方向上，刺激的顺应性是至关重要的，并且适当的刺激的呈现在很大程度上受到传统触觉设备的材料和工作介质的限制。随着虚拟现实技术的蓬勃发展以及与神经成像记录的结合[27]，与无磁环境兼容的触觉设备几乎不可用。另一方面，触觉通道中出现了更为复杂有趣的错觉现象，因此，对触觉通道中错觉的神经认知机制的研究对学术界提出了挑战。在这些错觉中，有三个是引人注目的，受到了广泛的关注。有趣的错觉，描述了一种在多重刺激之间的幻觉186Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context图1听触事件的实验设置和时间配置。 (a)实验装置的图示;（b）异步和同步的听觉触觉刺激对在90秒的听觉触觉流中交替。触觉刺激之间的SOA始终为400 ms。异步听觉触觉刺激对（SOAAT）之间的SOA在试验中从275 ms到75ms不等;正值意味着听觉蜂鸣声滞后于相应的触觉敲击。虚线椭圆表示单峰听觉分组，虚线矩形表示交叉模态听觉触觉分组;（c）相对于条件（b），奇数哔哔声在时间上向偶数触觉敲击移位。奇数听觉触觉SOAAT设置为325 ms;（d）听觉蜂鸣声仅与来自初始侧（左侧或右侧）的敲击配对。在所有试验中，听触SOAAT从75 ms到275 ms不等。图改编自Chen等人（Plos ONE，2011）[23]。当它们同时出现在人体皮肤上的相邻位置时[28，29]。在这种情况下，振动触觉刺激的空间位移可以用于信息显示。通过在心理物理学实验中利用“滑稽错觉”，已经揭示了人类前臂对静止和移动振动触觉刺激的空间感知能力[28- 30]。在皮肤兔子效应中也发现了触摸的错误定位，这是在普林斯顿大学的皮肤通信实验室首次发现的，当时Frank Geldard和他的同事正在测试皮肤感知[31，32]。详细地说，皮肤兔子错觉（也称为皮肤跳跃，有时也称为皮肤兔子效应或CRE）是一种通过快速连续地敲击皮肤的两个或更多个单独区域而引起的触觉错觉。这种错觉最容易在空间敏锐度相对较差的身体表面区域（如前臂）诱发。首先在手腕附近然后在肘部附近递送的快速敲击序列产生从手腕向肘部向上跳跃手臂的顺序敲击的感觉，尽管在两个实际刺激位置之间没有施加物理刺激。贝叶斯建模工作表明，较弱的刺激会导致更大的跳跃[33]，但这种错觉的直接神经机制尚不清楚[34]。最后一个也是重要的例子是触觉领域中的闪光滞后效应。在一项心理物理学研究中，Chen报告了一种类似的触觉闪光滞后错觉，与视觉闪光滞后效应相比[35，36]，其中一个手指上呈现一系列强度增加（或减少）的触觉敲击。在这两种情况下，序列中的时间中间轻敲被认为比另一个手指上的同步单次轻敲更弱。这种错觉可以通过时间补偿和触觉掩蔽的机制来解释[37]。1.3触觉事件的空间、方向和数量感知关于触觉/触觉空间感知和数字感知的基本心理物理学研究已在以前的研究中实施[38，39]。一般来说，触觉事件的方向和位置的感知187虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期手指上的注意力转移的作用调制[40，41]。在最近的一项研究中，我们揭示了注意力转移和注意力重新参与在解决触觉西蒙类任务中的空间兼容性效应中的作用[42]。西蒙效应是指当目标位置和反应位置一致时，与目标位置和反应位置不一致时相比，即使目标位置与任务无关，选择反应也会加速。对于触觉方向任务，空间相容性效应在集中注意条件下不存在，但在分散注意条件下保持不变（图2）。对于触觉定位任务，这种模式是相反的。我们建议，解决注意力转移过程中的空间代码之间的冲突的时间过程，包括注意力重新投入可以解释我们观察到的触觉西蒙效应。图2类西蒙触觉方向兼容性效应示意图。椭圆形点表示产生触觉敲击的潜在位置。对于每个试验，只有两个点击发生在一只手上，除了分开注意条件（c，d），其中前两个点击（标记为红点）同时发生在两只手上。任务是报告触觉明显运动的方向（向左或向右）。四个子图说明了四个子条件。(a)固定FA：集中注意力的触觉轻拍-触觉运动方向是从中指到食指;（c）DA固定：分散注意力的触觉轻拍;触觉运动方向是从中指到食指（运动流出现在左手或右手），但前两次同时轻击发生在两个中指;（b）FA随机：轻拍随机分布在每只手的手指上（拇指除外）;（d）DA随机：分散注意力的触觉轻拍和随机轻拍。运动流中的两个轻击随机分布在每只手的手指上（拇指除外）;然而，前两个同时轻击出现在左中指/右食指或左食指/右中指上。矩形内的触觉事件指示（手的）运动方向和空间的一致映射。图经许可改编自Zheng Chen（Scientific Reports，2018）[42]。在最近的一项研究中，我们问是否相同的注意机制subserves subitizing（项目数小于或等于4）和numerosity估计（项目数等于或大于5）的触觉模态。使用触觉盲文显示器，参与者通过报告他们左手食指上下区域的针的数量，以及报告他们右手食指上的触觉针的数量，和跨通道任务与分散注意力的报告触觉针的数量，并比较了数量的视觉点的上部和下部的一个（虚幻）矩形覆盖触觉刺激（图3）。重要的是，在视觉上存在的情况下，188Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context分心物与视觉工作记忆容量相关，而与触觉工作记忆容量无关。我们发现，触觉数字感知是由非模态注意力调制引起的，但在subitizing和估计方面，是由差异注意力机制引 起 的[43]。2可穿戴触觉人体表面已被认为是使用振动触觉显示设备呈现信息的附加手段。可穿戴性可以显着增加触觉在我们日常生活中的使用[44，45]。在下面的段落中，我们提出了最近的两项研究可穿戴触觉显示器的背部（振动触觉刺激）和前臂（与压电陶瓷传感器，PZT引起的刺激），以显示人类观察者如何执行的基本知觉任务，包括方向感知，数字判断和古怪检测与可穿戴触觉显示器。在以前的研究中，触觉刺激和生理反馈系统（HSPFS）已被原型化，以提供适当的触觉提示信息，以及监测生理信号[46，47]，从而提高人类在各种应用中的表现，如（远程）康复[48 ，49]，工业触觉设计[50 ，51]和心理生理状态的可穿戴传感[52-54]。在目前的一项研究中，我们建立了一个触觉刺激和生理反馈系统（HSPFS）（图4）。该系统是可穿戴的，主要由微控制器（STM32，STMicroelectronics）、图3刺激布局和实验条件。一致性集中注意（T）：被试对右手食指的触觉刺激进行数字判断（NJ）。均匀分散注意力（TT）：参与者估计他们右手食指上的敲击点的数量，并辨别左手食指上的上部区域是否比下部区域有更多的触觉点。跨模态分散注意力（VT）：参与者报告了触觉针的数量，并比较了覆盖触觉刺激的（错觉）矩形上部和下部的视觉点的图经许可改编自YueChen（Attention，PerceptionPsychophysics，2018）[43]。ECG模拟前端（ADS1292，Texas Instruments，Dallas，USA），人体背部的4×4扁平振动电机（通用10× 2.7 mm扁平振动电机）阵列和基于Matlab的用户界面。用户界面通过一对蓝牙无线模块与微控制器通信。ECG AFE用于以125Hz采样频率连续采集单导联ECG信号，并将图4触觉刺激和生理反馈系统的框图。189虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期数字信号通过SPI（i.例如，串行外设接口）。微控制器从每三秒的ECG信号中提取心率，并将其发送到用户界面进行进一步分析。除了接收心率外，用户界面还用于为16个扁平电机中的每一个设置单独的振动参数，包括启动时间和关闭时间。微控制器解码这些参数并驱动电机按顺序振动。因此，4 × 4电机阵列可以灵活控制，并在人体背部施加各种形式的刺激序列。从发送命令到启动振动的延迟小于10ms。启动时间和关闭时间之间的持续时间的最小分辨率为250ms，这主要是由所采用的振动电机的响应时间慢的限制。我们构建了另一个可穿戴触觉设备，其中包含6通道压电弯曲器（PZB）（图5）。触觉刺激系统主要包括用户接口、微控制器（STM32 ，STMicroe-electronics ）和六个压电触觉驱动器（ DRV 266 x ， Texas Instruments ， Dallas ，USA ），以分别控制六个连接的压电致动器（PL 112，PI陶瓷，图林根州，德国）。用户基于Matlab的接口（The MathWorks，Inc.，Natick，MA）用于编程命令，包括强度、持续时间和启动时间。图5 6通道压电触觉刺激系统的框图。每个通道的振动，并且还通过微控制器发送命令（即，例如，通用异步收发器）。当接收到完整的命令时，微控制器对其进行解码，并通过IIC（即，例如，内部集成电路）。一旦配置完成，驱动器就产生信号以使压电致动器遵循命令的振动参数振动。从发送命令到启动振动的延迟小于10ms。最大振动强度（即，阻挡力）可达±（2±20%）N。当当前振动频率固定在125Hz时，最小振动持续时间可达8ms（即，例如，1/125 ms），以及每个通道上基于8 ms的启动时间配置，实现了精细触觉刺激的灵活控制。研究 1：振动 检测 关于HSPFS在研究1中，我们使用HSPFS渲染不同的振动模式（图6）。我们实现了许多测试，并在此挑选了一个古怪的检测测试。本实验的目的是研究目标行为的检测古怪的振动是如何影响的先前的工作量。参与者穿着一件T恤，上面有一个包含16个扁平移动电话振动器的触觉阵列（图7）。对于低工作负荷条件，他们报告了其他三次振动（每次持续时间为1000 ms）中的古怪振动（持续时间为500ms），试验次数为20次。所有与任务相关的四个振动器都位于显示屏的角落。在高负荷条件下，受试者接受了一个测试，报告同时呈现的视觉点和触觉阵列的触觉刺激的数量，然后他们参加了随后的测试，检测oddball刺激所示的低负荷条件。在高负荷条件下，受试者应接受8次数量知觉任务试验，然后进行随后的4次古怪检测试验。在数字知觉任务中，对于一个典型的试验，在注视点（持续500 ms）之后，6到9个白色圆点（持续时间为150 ms）出现在屏幕上（观看距离为50 cm）。同时，从触觉显示器触发6- 9个触点（持续时间为1000 ms）参与者被190Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context图6 HSPFS的触觉古怪检测任务范例。在只有四个位置（左上，右上，左下，右下），我们提出了振动刺激。在这里，我们展示了一个示例试验，其中古怪的触觉刺激位于背部躯干的触觉阵列的右上角。正常的刺激和古怪的刺激开始振动。但正常振动为1000 ms，而奇异振动为500 ms。鼓励报告刺激的总数，包括视觉点和触觉振动为了测量任务负荷的有效性，我们使用定制的微控制器和电路（芯片）以及连接的单导联胸电极实时记录心率，并使用实时QRS检测算法可视化心率数据[55]。结果表明，在当前设置下，在低任务负荷条件下报告古怪刺激的正确率为0.575（SE=0.053），在高任务负荷条件下报告古怪刺激的正确率为0.267（SE=0.044），t（5）=6.290，p=0.001。然而，我们没有观察到两种条件下心率的差异，低任务负荷条件下的平均心率为74（SE=6），高任务负荷条件下的平均心率为70（SE=5），t（6）=1.496，p=0.195。研究 2：振动 检测 和 歧视 关于PZB使用PZB，我们实现了三个实验。触觉刺激由四片PZT晶体提供，PZT晶体编码触觉的方向图7研究1的实验装置表观运动、触觉刺激和“古怪”刺激的数量。因此，我们启动了三个实验，以检查方向知觉（顺时针和逆时针，实验1），数字知觉（实验2）以及检测古怪（实验3）。实验 一曰： 辨向10名大学生（年龄在18 - 25岁之间，5名男性右利手）参加了实验1。所有参与者报告触觉正常，无神经系统疾病史。他们也自称是右撇子，对实验的目的很天真。他们的时间得到了报酬，并在实验前提供了书面知情同意书。本研究按照赫尔辛基宣言的原则进行，并获得北京大学人类受试者审查委员会的批准。使用包含4个通道的PZT致动器的定制装置。将PZT弯曲器固定在左前臂上，弯曲器中心距腕缘5cm。将4个弯板分别定位固定在前臂背侧（上）、掌侧（下）、左、右侧，相邻弯板之间的距离相等。参与者坐在一张桌子前，观看距离为191虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期从眼睛水平到屏幕中心的50厘米。每个参与者将他/她的左手手掌放在桌子上，但前臂没有支撑，以防止对弯曲器的潜在损坏（图8）。图8研究2中连接4个通道压电弯曲器（振动）的照片。位置标测：1（背侧）-上，2-右，3（掌侧）-下，4-左。在实验1中，四个弯曲机连续产生振动。每个弯曲器振动一次，持续时间为8ms。刺激间期（ISI）从7个水平（8ms、16ms、32ms、64ms、96ms、128ms和160ms）中选择一个。刺激以顺时针或逆时针方向呈现。初始振动（从四个位置中随机选择）重复两次，以便我们在很大程度上防止基于第一次和最后一次振动的响应偏差。在一个典型的试验中，注视点“+”在屏幕上显示500 ms，在注视点消失后开始振动。当所有的触觉刺激都被呈现时，屏幕上给出的指令提示知觉反应为“顺时针”或“逆时针”。他们按下顺时针方向的“1”键和逆时针方向的“2”键。下一次审判在新闻发布时开始（审判间隔，即，ITI= 500 ms）（图9）。在正式实验之前，参与者接受了熟悉任务的练习。通过Matlab和心理物理学扩展设计的计算机程序实现刺激呈现和数据收集[56- 58]。图9实验1中方向辨别的典型试验 在500毫秒的空白ISI和500米秒的固定之后。 前一个安全系数为零。我们将介绍如何移动一个“clock kw”，其中通过“up”、“rig h t”、“dowwn”、“left”和“up”触发虚拟比率n，并将其设置为“un”。 从以下七个水平中的一个中挑选出ISI最佳值：8ms、16ms、32ms、64ms、96ms、128ms和160ms（这里我们示出ISI=8ms的示例）。使用逻辑函数将7个ISI中报告逆时针方向的比例拟合到心理测量曲线[59，60]。过渡阈值，即主观平等点（PSE），在该点上，参与者可能报告两个感知（顺时针和逆时针）相等，通过估计50%的报告逆时针拟合曲线计算。最小可察觉差异（JND）是辨别灵敏度的指标，计算为心理测量曲线阈值下限（25%）和上限（75%）之间差异的一半（图10）。PSE差异不显著，F（3，15）=1.025，p=0.409。的192Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context图10实验一的心理测量学拟合曲线中，顺时针和逆时针方向的数据都崩溃了将做出逆时针响应的比例绘制为ISI的函数。交叉虚线表示50%正确率，X轴上的交叉点表示PSE。位置标测：1（背侧）-上，2（掌侧）-下，3-左，4-右。结果表明，方向判断不受起始点的影响。JND的差异也不显著，F（3，15）=0.854，p=0.486（图11）。图11给定四种起始位置条件下的PSE和JND误差条表示标准误差。实验 第二章： 数量判断实验1的参与者也参加了实验2和实验3。实验2的程序与实验1中的程序类似，不同之处在于从这些弯曲器仅产生1、2、3或4次振动（一个弯曲器最多振动一次，持续时间为8ms）。鼓励参与者报告同时呈现的触觉刺激的数量。由于1- 4振动的不同组合，我们平衡了每种类型的振动（1- 4）的重复。单弯振动60次，双弯振动90次，三弯振动60次，四弯振动30次。所有的刺激组合都是随机的。实验的计时协议与实验1中相同，但现在的任务是报告呈现的触觉刺激的数量。参与者通过点击相应的数字（1，2，3，4）来响应感知到的触觉刺激的数量。在正式实验之前，参与者接受了熟悉任务的练习。对数字1~ 4的平均正确率分别为0.788 ± 0.041（M ± SE）、0.551 ± 0.025、0.330 ± 0.041和0.110 ±0.059。总体而言，四种条件下的正确率之间存在显著差异，F（3，27）=115.226，p0.001。进一步比较表明，从数字1到4，比率降低，ps0.01。对于一种振动条件，“向下”条件下的正确率（正确率：0.873±0.039）高于“向右”条件下的正确率（0.740±0.052），p0.05。然而，对于两次振动和三次振动，正确率的差异不显著，F（5，45）=1.18，p=0.334和F（3，27）=0.6，p=0.620（图12）。193虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期图12实验2研究2中不同数量度条件下的错误率图。(a)报告给定1、2、3、4振动的正确率;（b）报告出现在不同位置的单一振动的正确率;（c）报告具有两个位置的不同组合的双重振动的正确率;（d）报告三个振动的正确率（如X轴所示，从给定的一个位置遗漏一个振动对于四种振动，参与者几乎有地板效应。他们报告的数字是1、2或3。他们报告了更多的“2”振动（频率：13.838±2.888）比“1”（4.571±1.395）p=0.028。实验 第三章： 奇球检测实验3的程序类似于实验1中的一个，除了所有的四个弯曲器振动，但其中一个是“怪球”。在每次试验中，四个弯曲器同时开始振动并持续1440ms。但是，其中一个折弯机在打开（160 ms）和关闭（160 ms，无振动）周期内振动。所有不同振动的强度都在试点测试中进行了校准，以确保每个人对四种刺激的感知强度相同。鼓励参与者通过发布以下映射来报告哪个弯曲器产生了“古怪球”：按“1”表示背侧（上）弯曲器，“2”表示右侧弯曲器，“3”表示掌侧（下），“4”表示左侧弯曲器。同样，参与者在正式实验之前接受了一次练习（图13）。图13实验3中的古怪辨别的典型试验。在500 ms的空白ISI和500 ms的注视之后。正常刺激为持续1440ms的3次振动，而异常刺激为持续160ms的9个周期的振动，总持续时间为1440ms，与正常刺激相同。位置的主效应是显著的，F（3，27）=3.257，p=0.019 0.05。进一步分析表明，“右”位的正确率（正确率：0.405 ± 0.069（M±SE））高于“上”位的正确率（正确率：0.265±0.067（M±SE）），p0.01。下降时的正确率（正确率：0.415±0.070（M±SE））194Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context高于“向上”，p0.05（图14）。3讨论以前关于触觉显示的研究已经研究了数字感知[39，43，61- 64]和触觉搜索[65，66]。然而，对可穿戴（小型）设备的类似调查却很少得到解决。在多感官交互的广泛背景下，我们提出了两个典型的工作，使用可穿戴触觉。这两个可穿戴设备的原型（具有正常振动和PZT致动器）和心理物理图14实验3研究2任务表明，使用这些小型可穿戴触觉设备来监测操作者在某些特殊工作条件下的生命体征，并在此后发送编码指令以提高任务绩效是适用的。PZT致动器的设计与方向歧视，数字感知和古怪检测的相关任务，表明一个方便的解决方案，提供有效的触觉通信渠道，简化直接和信息保护的人机（计算机）交互。话虽如此，目前的研究提出了一些特征性的发现（如PZT致动器）以及一些局限性。首先，以前臂为效应器，前臂不同位置的触觉灵敏度是不相等的，其中掌侧相对更敏感。当我们试图使用一个或两个振动作为主要的通信渠道时，这个位置应该被认为是最优先考虑的位置。第二，随着更多的触觉弯曲（振动），触觉掩蔽效应已被观察到，当个人振动刺激是接近的空间位置和（或）接近的时间。这些时空因素将限制在人体效应器上放置更多触觉传感器的有效性。此外，我们还应该考虑到工作记忆容量小于4个项目的刺激。在以前的研究中也提到，如果身体表面上的触觉致动器数量增加，触觉数字判断的正确率就会下降[39，63]。研究人员还发现，当单手刺激的数量达到四个时，反应时间会适度增加[67]。证据还表明，触觉subitizing范围高达2，计数范围从3到[68]。这些发现有助于解释为什么在我们的研究中，报告三到四次振动的正确率下降了。目前的研究。尽管如此，仍然存在一个问题，即有多少触觉信息可以并行跟踪，因为它受到许多因素的影响，例如强度，持续时间，触觉器的空间距离和个体差异[69]。因此，在未来的研究和潜在的应用中，我们应该取得平衡，以优化刺激的数量和相关的时空参数。对于触觉阵列的复杂（组合），强烈建议进行相关和适当的感知/认知训练。最后但并非最不重要的是，我们的性能与触觉阵列的知觉歧视是由一些其他因素，包括任务负荷的影响。任务负荷会影响任务执行效率和人的最优行为。它可以通过多种方式进行测量，如问卷调查（NASA-TLX）、心率、心电图（ECG）、脑电图（EEG）和瞳孔直径[70- 72]。高任务负荷通常需要在复杂或多个任务之间分配注意力。例如，在高速公路上连续驾驶车辆4小时后，参与者的正确辨别反应和检测概率显着下降[72]。为了提高性能，适当的任务负载会有所帮助。当人类操作员处于压力下时，性能会受到阻碍。然而，在最坏的情况下，我们仍然可以通过接收足够的信息来提高我们的感知能力。195虚拟现实与&智能硬件2019年第 1卷 第 2期任务相关的训练，并自适应地保持我们的表现。4结论在可穿戴触觉的框架下，在多传感器的背景下，我们开发的PZT致动器系统可以应用和适应身体上的几乎任何部位，我们可以通过无线网络或蓝牙远程控制触觉阵列。通过明确的触觉指令和提示信息，包括运动方向和数量，人们可以通过触觉通道获得与任务相关的信息。可穿戴触觉与同时监测生理信号的集成可以智能地辅助和调整/优化人类表现。触觉系统的小型化和便携性在教育、体育、航空、远程康复和军事等领域有着广阔的应用前景。引用1Shams L，Beierholm U R.感知中的因果推理。认知科学趋势，2010，14（9）：425-432 DOI：10.1016/j.tics.2010.07.0012放大图片作者：A.知觉组织和集中注意力：物体和邻近在视觉处理中的作用。知觉心理物理学，1991，50（3）：267DOI：10.3758/bf032067503Wagemans J，Elder J H，Kubovy M，Palmer S E，Peterson M A，Singh M，von der Heydt R.视觉知觉中的格式塔心理学世纪。知觉分组和图形-背景组织。心理学通报，2012，138（6）：1172-1217DOI：10.1037/a00293334King A J，Calvert G A.多感觉整合：通过眼和耳的感知分组。现代生物学，2001，11（8）：R322-R325DOI：10.1016/s0960-9822（01）00175-05Gepshtein S，Kubovy M.感知的稳定性和变化：时间背景下的空间组织。实验脑研究，2005，160（4）：487DOI：10.1007/s00221-004-2038-36[10]李国伟，陈国伟，李国伟.视知觉分组何时影响多感觉统合？认知、情感、行为神经科学，2004，4（2）：218DOI：10.3758/cabn.4.2.2187杨伟杰，陈伟杰，陈伟杰.通道内感知分组调节多感觉整合：来自跨通道动态捕获任务的证据。神经科学通讯，2005，377（1）：59-64 DOI：10.1016/j.neulet.2004.11.0698作者：John M.听觉和视觉的时间交叉捕获。知觉心理物理学，2001年，63 (4)：719-725DOI：10.3758/bf031944329弗鲁门，德盖尔德时间腹语：声音调节闪光滞后效应。实验心理学杂志：人类知觉与表现，2004，30（3）：513DOI：10.1037/0096-1523.30.3.51310Freeman E，Driver J.视觉明显运动的方向仅由静态声音的定时驱动。当代生物学，2008，18（16）：1262DOI：10.1016/j.cub.2008.07.06611Slutsky D A，Recanzone G H.腹语术效应的时间和空间依赖性。神经病学报告，2001，12（1）：7–10DOI：10.1097/00001756-200101220-0000912Alais D，Burr D.腹语效应来自于接近最佳的双峰整合。当代生物学，2004，14（3）：196Xiao LEI et al：Psychophysics of wearable haptic/tactile perception in a multisensory context257–262DOI：10.1016/j.cub.2004.01.02913Roseboom W，Kawabe T，Nishida S.由跨模态信号的感知组织驱动的视觉视在运动方向。视觉杂志，2013，13（1）：6DOI：10.1167/13.1.614Chen L H，Vroomen J.跨空间和时间的感官间绑定：教程评论。注意，知觉，心理物理学，2013，75（5）：790DOI：10.3758/s13414-013-0475-415陈丽红，周晓玲.通过移动和静态声音捕获联运视觉/触觉明显运动。Seeing and Perceiving，2011，24（4）：369DOI：10.1163/187847511x58443416陈林华，周晓玲，穆勒华杰，施正华.你所看到的取决于你所听到的：时间平均和跨模态整合。. Journal ofExperimental Psychology：General，2018，147（12）：1851-1864 DOI：10.1037/xge000048717姜永生，陈林华.交互式视觉/触觉明显运动和听觉运动与非交叉和交叉的手臂的相互影响。多感官研究，2013，26（1/2）：19DOI：10.1163/22134808-0000240918施宗辉，陈立辉，Müller HJ.视觉Ternus效应的听觉时间调制：时间间隔的影响。实验脑研究，2010，203（4）：723DOI：10.1007/s00221-010-2286-319陈立辉，施宗辉，Müller H J.内通道和跨通道分组对视觉和触觉Ternus视运动的影响。脑研究，2010，1354：152DOI：10.1016/j.brainres.2010.07.06420作者：Yiltiz H，Chen L H.更正：触觉输入和移情调节对模糊生物运动的感知。心理学前沿，2015，6：161DOI：10.3389/fpsyg.2015.0016121施志华，邹华，陈立华。IEEE Transactions on Haptics，2010，3（1）：28DOI：10.1109/toh.2009.4522杨文龙，李晓梅，李晓梅.单峰知觉分组对跨模态整合的调制：一项视触视动研究。实验脑研究，2006，174（3）：510DOI：10.1007/s00221-006-0485-823陈立辉，施志华，穆勒.触觉视运动中知觉分组与跨通道时间捕捉的相互作用. PLoS One，2011，6（2）：e17130DOI：10.1371/期刊。- 是的001713024从接触力学的观点看触觉合成和知觉逆问题。ACM应用感知学报，2008，5（2）：1DOI：10.1145/1279920.127992125[10]杨伟，王伟，王伟.触觉错觉：人对“虚拟物体”的操纵和感知实验。ColdSpringHarborSymposiaonQquantitativeBiology，1990，55：92526王德新，张永荣，侯建新，王永，吕平，陈永刚，赵宏. Idental：基于触觉的牙科模拟器及其初步用户评估。IEEE Transactions on Haptics，2012，5（4）：332DOI：10.1109/toh.2011.5927Katzakis N，Tong J，Ariza O，Chen L，Klinker G，R B，Röder B.，Steinicke F. Stylo和handifact：通过增强现实中的姿势训练可视化来调节触觉感知。第五届空间用户交互研讨会论文集。布莱顿，英国，ACM，2017：58- 67DOI：10.1145/3131277.313218128冯·贝克西·G沿着皮肤和耳蜗的内外毛细胞之间的神经漏斗杂志197虚拟现实与智能硬件美国声学学会，1959，31（9）：1236-1249 DOI：10.1121/1.19078512019年第 1卷 第 2期29冯·贝克西·G神经系统中的神经功能及其在皮肤上的响度和感觉强度中的作用。美国声学学会杂志，1958，30（5）：399DOI：10.1121/1.190962630[10]张晓刚，张晓刚.利用滑稽错觉时人前臂振动触觉知觉的空间分辨率。2009 IEEE International Workshop onHaptic Audio Visual Environments and Games，2009，19DOI：10.1109/HAVE.2009.535612231Geldard F A.在某种感觉上的突变。Psychological Bulletin，1982，92（1）：136-175 DOI：10.1037//0033-2909.92.1.13632放大图片作者：GeldardFA，SherrickCE. 皮肤的“拉比“：一种知觉错觉。科学，1972，178（4057）：178science.178.4057.17833杨伟，王伟.触觉长度收缩作为贝叶斯推断。神经生理学杂志，2016，116（2）：369-379DOI：10.1152/jn.00029.201634Blankenburg F，Ruff C C，Deichmann R，Rees G，Driver J.皮肤兔子错觉影响人类初级感觉皮层。PLoSBiology，2006，4（3）：e69DOI：10.1371/journal.pbio.004006935尼杰哈万河捕捉中的运动外推。Nature，1994，370（6487）：256-257DOI：10.1038/370256b036Sheth B R，Nijhawan R，Shimojo S.不断变化的物体会导致短暂的闪光。自然神经科学，2000，3（5）：489–495DOI：1