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。

Touch力反饋設(shè)備在文物復(fù)建中的使用

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,。或者,，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)：

航空航天中的力反饋

飛機(jī)飛行訓(xùn)練中通常會(huì)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),?？刂泼姘迳细惺艿降沫h(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,。

Touch力反饋設(shè)備在醫(yī)療模擬中的使用

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(tái)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(jí)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(duì)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(huì)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?cè)絹碓叫枰诨?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)。