概述
仿真和/或虛擬現實已被證明是訓練我們的勞動力操作複雜、高價值係統的非常有效的方法。當今最新的模擬器使用從遊戲和電影行業借來的技術，在安全的離線環境中創造高效、逼真的訓練體驗。這最大限度地降低了安全風險和由於操作員錯誤而丟失高價值產品的擔憂。
虛擬現實和增強現實可以提供一個真實的模擬環境，通常很難與現實世界區分開來。通過結合觸覺技術，通過力、振動或運動為用戶重新創造觸覺;這種體驗變得更加逼真，因此對培訓目的更有效。
觸覺技術模糊了虛擬世界和現實世界之間的界限
如今，通過使用係統的方法將虛擬現實和增強現實相結合，公司可以創建一個安全但高度逼真的模擬環境，在其中培訓員工和/或測試新產品。
包含虛擬現實的訓練模擬器是基於物理環境的3D數字模型。這些模型可以為用戶提供基於現實世界限製的虛擬模型的視角。除了融合了實際係統物理的視覺體驗外，模擬器還經常添加聲音來進一步吸引用戶的感官。
而增強現實技術則將額外的信息疊加到真實圖像上。在最簡單的例子中，我們在電視直播的體育賽事中體驗增強現實。例如，在美國，虛擬網格被覆蓋在電視轉播的足球場上，以顯示第一次進攻的標記或射門的軌跡。
觸覺技術的加入可以重建觸覺和觸覺反饋，使基於虛擬現實和增強現實的訓練器更加逼真。
觸覺學的起源
控製論，即研究人、動物和機器如何控製和交流信息的學科，使反饋係統的概念普遍化，並將其擴展到包括人與機器之間的交互。在20世紀80年代，
觸覺學的科學領域被納入控製論，增加了將控製靈敏度和反饋納入人類操作員使用的製導係統的需求。雖然觸覺技術最初應用於飛行訓練器中的控製杆，以提高飛行模擬環境的真實感，但觸覺技術現在也被應用於廣泛的應用領域。這些培訓包括為航空航天、醫療、水下、采礦設備等操作人員提供培訓。觸覺技術還被應用於交互式博物館展覽和無人機、工業機器人、醫療機器人、起重機、土方設備等的實際控製中，為用戶在實際使用過程中提供關鍵的觸覺反饋。
特別是對於訓練者來說，觸覺科學已經擴展到包括虛擬環境和人類心理物理學。人類心理物理學通過創造一種觸覺錯覺來幫助人類操縱，或者知道如何欺騙手和眼睛。這項技術的關鍵元素提升了虛擬環境中的真實感。真實度是一種主觀價值，用於傳達整個觸覺解決方案如何有效地模擬實際環境，在實際環境中，人類操作員將基於交互、沉浸和想象等關鍵元素發揮作用。
觸覺的現實主義
觸覺環境的真實感取決於兩種不同的技術，它們一起工作來構建訓練
精確再現機器和相關手動控製的實際行為的環境。因此，一個真實的觸覺訓練器需要模擬:1)機器動力學，2)操作員控製。這兩個截然不同的問題的解決方案被合並起來構成了完整的係統。係統設計師麵臨的挑戰是，訓練設備需要向操作員展示機器控製機械手，這些機械手在受到外力時，外觀、感覺和準確地再現實際設備的行為。因此，機器模擬和觸覺操作員控製的收斂最終決定了操作員體驗的質量。
- 操作員機器控製是一種機械係統，它向設備操作員提供與安裝在實際設備上相同的界麵。為了實現這一目標，業界采用了術語“控製加載”來描述這種能力。
- 機器動力學涉及機器、飛機、移動車輛、醫療設備或機器人係統的建模和仿真。
虛擬現實依賴於物理建模
數字計算機模擬通過將完整的模擬環境與虛擬現實相結合，為觸覺學增加了一個全新的維度。模擬機器/係統的數學模型提供機器的狀態，作為觸覺控製和物理隔間控製的輸入。該行業已經將虛擬現實融入到培訓係統中。3D仿真工具既可以模擬機器與環境的交互;同時在觸覺控製和物理隔間同步動態變化。
今天先進的遊戲引擎展示了依賴物理模擬的虛擬現實係統所取得的重大進展。基於物理的仿真解決方案旨在分析機器和環境之間的物理交互，允許係統設計工程師模擬機器運動，同時檢測碰撞和幹擾……所有這些都在虛擬環境中進行。虛擬現實使行業能夠創建一個完全沉浸在用戶中的培訓環境。
觸覺元素增強訓練模擬器與現實的感覺
高效的訓練模擬器創造了像今天的電腦遊戲環境所提供的那樣逼真的體驗。
包含虛擬現實的訓練模擬器是基於物理環境的3D數字模型。這些可以為用戶提供一個基於現實世界限製的虛擬模型的視角。除了融合了實際係統物理的視覺體驗，模擬器還添加了聲音來進一步吸引用戶的感官。
如今，虛擬現實和增強現實都被用於培訓勞動力，並在新產品和技術投入市場之前對其進行評估。獲得使用複雜係統的經驗(沒有失去人員生命或高價值產品的風險)為員工提供了技能和理解，否則不使用實際係統是不可能的。觸覺技術的加入改進了虛擬現實和增強現實，使培訓或產品測試體驗更加逼真。
建議
觸覺學需要一種協作的心態。科學家、技術專家和行業專家都相互依賴，將觸覺學和虛擬現實的交叉學科融合成一個有效的工具。觸覺技術的潛力是無限的，這項技術的風險非常高。這種顛覆性的技術有能力在許多應用中突破人類的極限。
- 製造設備正變得越來越昂貴。投資於勞動力培訓和產品測試的模擬技術可以防止設備損壞和事故，並提高人機界麵的質量。在操作實際設備時，觸覺技術可以為某些設備提供另一個維度的操作員反饋，例如工業機器人、起重機和移動機械的教學掛件。
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關鍵詞:觸覺學，訓練，仿真，安全，ARC顧問組