一台正在進行中的遠程手術，即便實現了視覺的全方位覆蓋，但沒有觸感的加持，效果依然不夠理想。如何突破力觸覺技術的關鍵壁壘？讓該技術的創新和突破應用於更多現實場景？

近日，中國科協青少年科技中心（中國科協科普活動中心）在全國首個科普月系列活動中精心策劃的“智匯青春·科創成果向未來”主題展示正如火如荼地進行，吸引眾多觀眾駐足。在人工智能領域的主題展示中，作品帶領觀眾們進行了一場“科幻之旅”，特別是中國儀器儀表學會重點推薦的力觸覺交互與神經義肢手展品一經亮相，既讓觀眾們驚嘆，更感受到科研團隊的奮斗與不易。

身臨其境：打通虛擬與現實的感知屏障

什麼是力觸覺技術？想象一位斷臂的障礙人士安裝了一個自己制作的假肢，當他用假肢來感受周邊物體時，其觸感非常有限﹔而依托力觸覺技術的智能假肢，卻能幫助人們感受到接觸物的溫度、紋理、傳遞壓力等等觸覺信息，無限接近真實的觸感——這正是力觸覺技術的核心要義。

力觸覺技術可以傳遞壓力，溫度、紋理、速度、加速度、震動等各種豐富的信息，如同身臨其境般為操作者提供真實感受。即使對健康人群，力觸覺技術同樣意義重大，該技術可以幫助人類遠離危險和復雜的工作環境或者危險場所。比如在遠程手術中，醫生可在千裡之外憑借力觸覺技術設備，感受到手術刀切割組織、縫合打結的力感。

在一些特殊行業培訓中，力觸覺技術也大有可為：醫學生可以在虛擬器官上反復練習，感受不同病理組織（如腫瘤的硬度）的差異﹔電力工人可在虛擬環境中安全進行帶電作業，感受擰螺絲的力度和工具的振動﹔在博物館可以將珍貴的文物進行數字化，讓游客不僅能看，還能親手“觸摸”和感受國寶的紋理與形狀……

在研發過程中，東南大學宋愛國教授帶領的團隊與上海某科技公司強強聯合，突破力觸覺技術的關鍵壁壘，讓力觸覺技術能夠提供抵抗感、壓力感、紋理感、重量感和剛度感，讓用戶真正“觸摸”到數字對象。作為東南大學教授、中國儀器儀表學會常務理事、科普委員，宋愛國帶領團隊日夜攻關，解決關鍵難點，讓力觸覺技術完成從“旁觀”到“身臨其境”的質變，打通虛擬與現實世界的物理感知屏障。

據此，業內人士認為，力觸覺技術在人工智能的進化中起著不可磨滅的作用。

關鍵突破：拓寬人工智能的應用邊界

在本次“智匯青春·科創成果向未來”展示活動中，人工智能的應用邊界的創新突破成為被人們頻頻談論的“熱詞”。

由力觸覺技術延伸出的各個領域的技術突破，極大地提升了人工智能的創新突破，拓寬了應用場景。以神經義肢手技術為例，東南大學團隊面向國家助殘康復重大需求，持續攻關神經義肢手技術。在提升假肢的靈巧性、感知與交互能力的過程中，通過跨學科協作，從而突破了技術壁壘。

在提升假肢靈巧性、感知與交互能力的過程中，科研團隊面臨諸多關鍵技術瓶頸：如何在有限體積和重量下實現高靈活度、大輸出力的仿生機構設計？如何為假肢賦予有效的感知能力，並實現自然、直觀的感知反饋？團隊多次前往各地醫院和康復中心，與患者一起進行長時間的調試與適配，根據實時反饋現場改進設備與程序。盡管過程艱辛，但能夠切實為殘疾患者改善生活品質，正是東南大學團隊堅持科研攻關的最大動力與使命所在。

最終，義肢系統通過多模態傳感技術和融合控制策略實現了協同工作。與傳統僅依賴肌電開環控制的國際同類產品相比，最大創新點在於構建了“感知-控制-反饋”一體化的閉環系統。不僅實現了多模態感知與多通道控制的有效融合，也使用戶在操作過程中能實時感受到來自假肢的力觸覺信息，從而減少對視覺補償的依賴，提升了交互的自然性和操作的精確性。

跨學科協作：強強聯合讓科技創新更具生命力

東南大學神經義肢手技術研發團隊表示，跨學科協作是項目成功落地的重要支撐。團隊與多家醫院康復科深入合作，醫護人員不僅幫助我們對接截肢患者、開展臨床試驗，還持續提供一線康復需求和用戶體驗信息。這種緊密協作使得團隊從研發初期就能真正立足用戶視角，理解其功能需求和心理期待，在產品設計中融入更多人性化考量。在工程研發、臨床醫學與患者需求三方共同推動下，技術真正實現了“用得上、用得好”，完成了從論文到產品、從技術到關懷的跨越。

從此次展示的人工智能領域的核心突破與應用邊界的拓展不難看出，我國青年學子在跨學科領域開始逐漸發力，更成為科技創新體系的一支生力軍。這些成果不僅代表了廣大青年學子的蓬勃的創新能力，也展現了我國青年學子的創新能力和跨學科合作的共創精神。

而在跨學科創新的加持下，力觸覺技術也有望從“錦上添花”的附加功能，演進為與視覺、聽覺並列的“必備”的感官通道。力觸覺技術研發團隊接下來將籌劃建立統一的力觸覺數據格式與通信協議，確保不同軟硬件平台之間的互操作性。從而降低內容創作者制作觸覺效果的門檻，催生豐富的觸覺內容生態。

在中國科協青少年科技中心的展區，無論是代表人工智能最前沿科技的力觸覺技術，還是東南大學的神經義肢手技術，吸引了廣大青少年紛紛駐足，通過了解展示的內容和背后的核心突破之后，紛紛為廣大青年學子的努力拼搏表達了敬佩，也表達了對科技創新的濃濃興趣。

正如東南大學的青年科研成員所言，科學創新永無止境，需要廣大青年學子孜孜以求，久久為功，正如“終極觸覺反饋”遠不止於模擬物理接觸，它應該是一個全息、無縫、甚至可編程的觸覺感知系統——“數字觸覺宇宙”。讓未來科技的不斷發展成為每個人自然而然的體驗，讓人類與技術的交互從此擁有溫度、力度和深度，正是當代科學家們的責任與使命。

來源：中國科協青少年科技中心（科普活動中心）

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