關(guān)于力反饋設(shè)備應(yīng)用方向的探討
力反饋是在虛擬現(xiàn)實(shí) (VR)等模擬環(huán)境中通過機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)或阻力模擬真實(shí)世界的物理觸覺,。大多數(shù)人都是通過視頻游戲控制器（如方向盤或踏板）和其他設(shè)備（如飛行模擬器操縱桿）來了解力反饋效果,。但我們都知道該技術(shù)的用途遠(yuǎn)不止于游戲。
觸覺反饋與力反饋類似,，都是通過觸覺向用戶提供反饋,。觸覺反饋可以是簡單的手機(jī)振動(dòng),，也可以是如今新興的復(fù)雜VR系統(tǒng)的全沉浸式連體服。
觸覺反饋和力反饋之間的主要區(qū)別在于,，觸覺反饋通常使用非常小的力或序列（例如振動(dòng)）,，這些力或序列大多只能通過皮膚表面的神經(jīng)感受到。力反饋所提供的反饋力要大得多,，因此您也可以通過肌肉感受到力反饋效果,。
第一架電傳操縱飛機(jī) CF-105力反饋的起源
力反饋技術(shù)起源于 20 世紀(jì) 50 年代為CF-105 開發(fā)的技術(shù)，CF-105是第一架配備電傳操縱系統(tǒng)的非實(shí)驗(yàn)性飛機(jī)。該技術(shù)旨在模擬飛行員在飛機(jī)上正常感受到的控制壓力,，值得一提的是飛機(jī)上的控制裝置與控制面板沒有機(jī)械連接,。
CF-105飛機(jī)中的力反饋設(shè)備
這項(xiàng)技術(shù)最終在航空航天和國防工業(yè)中被稱為控制負(fù)載，后來被稱為力反饋,，并逐漸應(yīng)用至其他行業(yè)中,。
力反饋技術(shù)用于將關(guān)鍵信息傳回給操作員，從而提高幾乎所有現(xiàn)代客機(jī)以及工業(yè),、采礦,、機(jī)器人和外科手術(shù)等應(yīng)用的安全性操作訓(xùn)練效果，提高態(tài)勢感知能力并最終提高安全性,。
在訓(xùn)練環(huán)境中,，力反饋可提高沉浸感，提供更強(qiáng)的真實(shí)感和訓(xùn)練價(jià)值,?；蛘?，在娛樂世界中,，提供更具吸引力的娛樂體驗(yàn)。
力反饋如何起作用,？
在傳統(tǒng)控制加載/力反饋系統(tǒng)的底層,。絕大多數(shù)力反饋系統(tǒng)都采用主動(dòng)力反饋。這指的是通過某種機(jī)械輸入（例如電動(dòng)機(jī)）來限制用戶運(yùn)動(dòng)的設(shè)備,。
大型力反饋設(shè)備構(gòu)造
現(xiàn)代磁力反饋搖桿傳統(tǒng)的商業(yè)解決方案利用高壓伺服電機(jī),，通常與高分辨率稱重傳感器和低間隙齒輪組相結(jié)合，以創(chuàng)建全閉環(huán)系統(tǒng),。這些系統(tǒng)在機(jī)械和電子方面都很復(fù)雜,，通常需要外部機(jī)架安裝控制器。
力反饋用于哪些地方,？
力反饋設(shè)備用于許多不同的行業(yè)和應(yīng)用,。以下列出了一些關(guān)鍵行業(yè)：
飛機(jī)飛行訓(xùn)練中通常會使用飛行控制力反饋系統(tǒng)模擬現(xiàn)代客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和軍用飛機(jī)在飛行控制中所經(jīng)歷的控制負(fù)載,，讓飛行員了解他們施加在控制面上的力有多大,。這在電傳操縱飛機(jī)中最常用，因?yàn)榭刂蒲b置與控制面沒有機(jī)械連接,。
帶有力反饋功能的飛機(jī)操作面板
產(chǎn)生和傳輸這種力反饋的物理系統(tǒng)在業(yè)界被稱為控制負(fù)載,。本質(zhì)上，該系統(tǒng)從飛行員和飛機(jī)（或模擬器）獲取輸入,，并將輸出反饋給飛行員和飛機(jī),。控制面板上感受到的環(huán)境力被反饋給飛行員，從而提高態(tài)勢感知能力,。
這種形式的動(dòng)覺交流在過去是由控制面和控制裝置之間的機(jī)械連接提供的,。
力反饋在醫(yī)療訓(xùn)練中的應(yīng)用
力反饋系統(tǒng)在培訓(xùn)中非常有價(jià)值，因?yàn)樗鼈優(yōu)槭苡?xùn)者提供了高度準(zhǔn)確的現(xiàn)實(shí)生活狀況,。在培訓(xùn)計(jì)劃中使用這項(xiàng)技術(shù)的一些主要行業(yè)包括：
醫(yī)療——可以與 VR 系統(tǒng)相結(jié)合模擬手術(shù),。通過力反饋模擬可以高度真實(shí)的再現(xiàn)切入組織和鉆入骨骼的感覺。力反饋越來越多地用于康復(fù)治療和腦損傷治療等應(yīng)用之中,。
航空航天——模擬器訓(xùn)練在航空業(yè)中至關(guān)重要,。模擬訓(xùn)練系統(tǒng)使飛行員能夠在安全受控的環(huán)境中學(xué)習(xí)。
國防——國防工業(yè)有許多力反饋應(yīng)用,，包括飛機(jī)控制,、武器系統(tǒng)訓(xùn)練和船舶控制。
游戲和力反饋
游戲行業(yè)一直在努力提高游戲的沉浸感,。提高沉浸感的方法之一是通過力反饋,，如下所示：
游戲控制器——典型的控制臺控制器以振動(dòng)的形式提供反饋以模擬真實(shí)場景中的各種互動(dòng)情況。
方向盤——高級的力反饋方向盤可以模擬道路上的顛簸以及轉(zhuǎn)彎時(shí)遇到的力量,。
操縱桿——力反饋操縱桿可用于訓(xùn)練和游戲應(yīng)用,，例如模擬飛機(jī)在激烈機(jī)動(dòng)過程中向飛行員傳遞的力。
機(jī)器人和工業(yè)力反饋應(yīng)用
機(jī)器人力反饋是該技術(shù)的一個(gè)非常有用的應(yīng)用,。它主要用于由人類操作員控制的機(jī)械臂,。它可以幫助操作員判斷他們通過夾持器對物體施加的力是太大還是太小。
例如,，想象一下用強(qiáng)大的機(jī)械臂拿起一顆雞蛋,。如果沒有力反饋，你幾乎肯定會每次都打碎雞蛋,。這些機(jī)械臂通常被應(yīng)用于醫(yī)療,、工業(yè)和深海打撈等應(yīng)用。
結(jié)論
隨著我們的日常生活與虛擬世界越來越緊密地交織在一起,，我們越來越需要在互動(dòng)方式中添加更加真實(shí)的感覺,。如今我們已經(jīng)有了視覺和聽覺反饋與交互，因此下一步就是觸覺,。盡管市場上有各種系統(tǒng)正在努力實(shí)現(xiàn)必要的高保真反饋,，但舊的伺服電機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了極限。先進(jìn)技術(shù)必將取而代之,，并提供與虛擬空間更自然,、更流暢的互動(dòng)。
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