本發(fā)明涉及一種觸覺(jué)模擬技術(shù)，特別是一種觸覺(jué)仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在過(guò)去，當(dāng)作業(yè)人員欲拆除易爆的危險(xiǎn)物時(shí)，通常是派遣專業(yè)人員前往危險(xiǎn)物所在的事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拆除。然而，即使是訓(xùn)練有素的專業(yè)人員，仍有可能因?yàn)椴僮魃系氖д`或者因?yàn)閬?lái)不及拆除而導(dǎo)致危險(xiǎn)物被引爆。在此情況下，無(wú)論專業(yè)人員穿戴的防護(hù)裝備多齊全或多堅(jiān)固，或多或少都有可能被爆炸的威力波及，因而受傷。

因此，為了避免這些專業(yè)人員在值勤過(guò)程中受傷，目前市面上不僅推出了各種訓(xùn)練課件應(yīng)用以提高專業(yè)人員的專業(yè)技能，且更是推出各式類型的拆彈機(jī)器人，為專業(yè)人員提供遠(yuǎn)程遙控的方式進(jìn)行危險(xiǎn)品拆除任務(wù)。然而，目前這些推出的拆彈機(jī)器人通常都只配備有攝影機(jī)，攝影機(jī)拍攝實(shí)時(shí)影像并回傳給在遠(yuǎn)程的專業(yè)人員，然后專業(yè)人員再根據(jù)這些實(shí)時(shí)影像來(lái)遠(yuǎn)程操控拆彈機(jī)器人，而在訓(xùn)練課件應(yīng)用也大都采取視頻教學(xué)的方式為主。顯然，無(wú)論是這樣的拆彈機(jī)器人的作業(yè)模式還是訓(xùn)練課件應(yīng)用的教學(xué)方式，兩者的可視化效果都較差，無(wú)法為專業(yè)人員提供身臨其境的體驗(yàn)效果，從而會(huì)影響專業(yè)人員的判斷力與操作的精確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)及觸覺(jué)仿真系統(tǒng)，藉以提供使用者觸覺(jué)模擬的體驗(yàn)，讓使用者在進(jìn)行遠(yuǎn)程操控或訓(xùn)練時(shí)，更能身臨其境。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所揭露的一種遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)，適于搭配一電子裝置，包含一觸覺(jué)偵測(cè)裝置、一觸覺(jué)實(shí)化裝置和一處理器。處理器電性連接觸覺(jué)實(shí)化裝置并與觸覺(jué)偵測(cè)裝置通訊連接。觸覺(jué)偵測(cè)裝置設(shè)置在電子裝置上，觸覺(jué)偵測(cè)裝置包含至少一第一觸覺(jué)傳感器。第一觸覺(jué)傳感器偵測(cè)電子裝置承受到的一作用力，以產(chǎn)生一作用力值信息。并且，觸覺(jué)偵測(cè)裝置接收一反饋力值信息，使得電子裝置根據(jù)此反饋力值信息對(duì)應(yīng)執(zhí)行一操控行為。觸覺(jué)實(shí)化裝置設(shè)置在一穿戴裝置上，且包含一觸覺(jué)實(shí)化器和至少一第二觸覺(jué)傳感器。觸覺(jué)實(shí)化器接收一控制信號(hào)并根據(jù)此控制信號(hào)獲得的一模擬作用力值信息以產(chǎn)生一作用于配戴上述的穿戴裝置的一使用者的模擬作用力，使得使用者感受到對(duì)應(yīng)此模擬作用力值信息的所述模擬作用力。且觸覺(jué)實(shí)化器在穿戴裝置的位置對(duì)應(yīng)于第一觸覺(jué)傳感器在電子裝置上的位置。第二觸覺(jué)傳感器感測(cè)使用者所產(chǎn)生的一反饋力并生成所述的反饋力值信息。處理器接收作用力值信息并轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)以控制觸覺(jué)實(shí)化器的運(yùn)作。

第一觸覺(jué)傳感器和第二觸覺(jué)傳感器為壓力傳感器，而觸覺(jué)實(shí)化器為一壓力發(fā)生器。壓力發(fā)生器包含至少一個(gè)電極貼片，所述至少一個(gè)電極貼片用以接觸所述使用者的皮膚表面，并且釋放對(duì)應(yīng)于上述的模擬作用力值信息的一電流信號(hào)至皮膚表面，進(jìn)而讓使用者感受到模擬作用力。

觸覺(jué)偵測(cè)裝置具有一指令轉(zhuǎn)化表，指令轉(zhuǎn)化表包括至少一反饋力值信息與操作指令的對(duì)應(yīng)組，觸覺(jué)偵測(cè)裝置根據(jù)此指令轉(zhuǎn)化表轉(zhuǎn)換反饋力值信息為一操作指令并傳遞至電子裝置，使得電子裝置根據(jù)此操作指令進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操控行為。

電子裝置為一機(jī)械手臂。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所揭露的另一種觸覺(jué)仿真系統(tǒng)，適用于一穿戴裝置，包含一儲(chǔ)存器、一處理器和一觸覺(jué)實(shí)化裝置。儲(chǔ)存器用以儲(chǔ)存一第一仿真模型。觸覺(jué)實(shí)化裝置設(shè)置在一穿戴裝置上，且包含一觸覺(jué)實(shí)化器和至少一觸覺(jué)傳感器，觸覺(jué)傳感器用以感測(cè)使用者產(chǎn)生的一反饋力，藉以產(chǎn)生一反饋力值信息。觸覺(jué)實(shí)化器接收控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)獲得一模擬作用力值信息，以產(chǎn)生一作用于配戴穿戴裝置的使用者的模擬作用力，使得使用者感受到對(duì)應(yīng)此模擬作用力值信息的所述模擬作用力。處理器電性連接于儲(chǔ)存器、觸覺(jué)傳感器及觸覺(jué)實(shí)化器。處理器根據(jù)第一仿真模型及反饋力值信息生成一控制信號(hào)。

觸覺(jué)傳感器為壓力傳感器，而觸覺(jué)化器為一壓力發(fā)生器。其中，壓力發(fā)生器可以包含至少一個(gè)電極貼片，所述至少一個(gè)電極貼片用以接觸皮膚表面，并且釋放對(duì)應(yīng)于模擬作用力值信息的一電信號(hào)至皮膚表面，進(jìn)而使使用者感受到此模擬作用力?；蛘?，觸覺(jué)化器也可以包含至少一個(gè)氣囊組件和至少一個(gè)控制閥。所述至少一個(gè)氣囊組件通過(guò)充氣或泄氣產(chǎn)生作用在所述使用者的皮膚表面上的模擬作用力。一控制閥電性連接于一氣囊組件及處理器。所述至少一個(gè)控制閥根據(jù)控制信號(hào)控制對(duì)應(yīng)的氣囊組充氣或泄氣。

儲(chǔ)存器還記錄有至少一反饋力值信息與操作指令的對(duì)應(yīng)組，處理器根據(jù)所述至少一對(duì)應(yīng)組轉(zhuǎn)換反饋力值信息為操作指令以傳遞至穿戴裝置，而穿戴裝置則根據(jù)操控指令對(duì)應(yīng)顯示虛擬畫面。

第一仿真模型記錄有反饋力值信息與對(duì)應(yīng)模擬作用力值信息的應(yīng)變規(guī)則；處理器通過(guò)接收由其他穿戴裝置所產(chǎn)生的一第二仿真模型以更新第一仿真模型的應(yīng)變規(guī)則。

本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)及觸覺(jué)仿真系統(tǒng)可以讓使用者感受到根據(jù)模擬結(jié)果所提供的一模擬作用力，進(jìn)而根據(jù)此模擬作用力做出適當(dāng)?shù)姆答?，藉此達(dá)到觸覺(jué)模擬的目的，更能達(dá)到身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)效果，從而提高使用者操作機(jī)器的精確度及訓(xùn)練場(chǎng)景的擬真度。

以上的關(guān)于本揭露內(nèi)容的說(shuō)明及以下的實(shí)施方式的說(shuō)明用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍更進(jìn)一步的解釋。

附圖說(shuō)明

圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的在以遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域中，遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)與電子裝置在搭配運(yùn)作時(shí)的示意圖；

圖1B為圖1A中搭載有至少一個(gè)觸覺(jué)傳感器的電子裝置在拆除易爆的危險(xiǎn)物時(shí)的局部放大圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)的功能方塊圖；

圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的搭載有至少部份的觸覺(jué)實(shí)化裝置的穿戴裝置的透示圖；

圖3B為圖3A中穿戴裝置的局部放大圖；

圖4A為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的搭載有至少部份的觸覺(jué)實(shí)化裝置的穿戴裝置的透示圖；

圖4B為圖4A中穿戴裝置的局部放大圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)的功能方塊圖。

圖中

1、1’ 觸覺(jué)仿真系統(tǒng)

10 觸覺(jué)偵測(cè)裝置

110 觸覺(jué)傳感器

12 處理器

14 觸覺(jué)實(shí)化裝置

141 觸覺(jué)實(shí)化器

141a 電極貼片

143 觸覺(jué)傳感器

145 控制閥

147 氣囊組件

16 儲(chǔ)存器

2 電子裝置

21 機(jī)械主體

22 控制機(jī)臺(tái)

23 機(jī)械手指

3 穿戴裝置

31 手指部

31a 內(nèi)側(cè)的表面

SE 危險(xiǎn)物

UF 使用者的手指

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述。根據(jù)下列描述和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

觸覺(jué)(Tactile sense)是指分布于全身皮膚上的神經(jīng)細(xì)胞接受來(lái)自外界的溫度、濕度、疼痛、壓力、振動(dòng)等方面的感覺(jué)，而觸壓感是由壓力和牽引力作用于人類皮膚的觸感受器而引起的。因此，可通過(guò)直接對(duì)使用者的皮膚施加一外力(或按壓力)，讓使用者直接感受此外力的大小?；蛘?，也可通過(guò)多個(gè)外部金屬電極給予使用者的皮膚對(duì)應(yīng)不同外力的一肌電(Electromyography，EMG)信號(hào)，肌電信號(hào)再經(jīng)由神經(jīng)傳導(dǎo)至大腦，進(jìn)而讓使用者認(rèn)知此肌電信號(hào)所對(duì)應(yīng)的外力大小，以模擬觸覺(jué)。

通過(guò)上述的皮膚直接感觸的方式、利用肌電信號(hào)仿真觸覺(jué)的方式或者其他現(xiàn)有和未來(lái)足以讓使用者感受或認(rèn)知觸覺(jué)的可能方式，本發(fā)明所揭露的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)可應(yīng)用于例如以遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual reality，VR)游戲、專業(yè)技能的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練等需要使用觸覺(jué)模擬技術(shù)的領(lǐng)域，以及本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)可應(yīng)用于例如以遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物等需要使用觸覺(jué)模擬及遠(yuǎn)程控制技術(shù)的領(lǐng)域；并且本發(fā)明并不受限于上述列舉的可應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)本發(fā)明所揭露的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)，可以讓使用者感受到觸覺(jué)仿真系統(tǒng)根據(jù)模擬結(jié)果所提供的一模擬作用力，進(jìn)而根據(jù)此模擬作用力做出適當(dāng)?shù)姆答?。倘若本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)和觸覺(jué)仿真系統(tǒng)能再搭配上視覺(jué)仿真技術(shù)、音效收錄/播放技術(shù)、嗅覺(jué)模擬技術(shù)及/或其他感官的模擬技術(shù)，將可提供模擬操作(Operational simulation)端更精準(zhǔn)且更身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)效果。

以通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槔景l(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)可針對(duì)在遠(yuǎn)程利用一電子裝置拆除一疑似爆裂物(Suspected explosive device)或一爆裂物(Explosive device)時(shí)的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果轉(zhuǎn)化成可反應(yīng)在仿真操作端的信息及作用力，進(jìn)而讓模擬操作端的操作者得以根據(jù)這些信息及作用力做出適應(yīng)性的反饋。并且，同時(shí)本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)也會(huì)依據(jù)模擬操作端做出的適應(yīng)性反饋，控制在遠(yuǎn)程正試圖拆除疑似爆裂物或爆裂物的電子裝置的作動(dòng)。藉此，本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)可達(dá)到安全拆除疑似爆裂物或爆裂物的目的。

以虛擬現(xiàn)實(shí)游戲或?qū)I(yè)技能的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槔?，本發(fā)明所揭露的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)可提供一或多個(gè)仿真模型(Simulation model)。仿真模型可提供仿真操作端默認(rèn)的仿真信息及作用力，使得模擬操作端的操作者得以根據(jù)這些信息及作用力做出適應(yīng)性的反饋。并且，仿真模型也會(huì)依據(jù)仿真操作端的反饋，更新提供給模擬操作端預(yù)設(shè)的虛擬畫面及作用力。藉此，本發(fā)明所揭露的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)可達(dá)到專業(yè)技能的訓(xùn)練或提高游戲娛樂(lè)性的目的。

為了方便說(shuō)明，以下將只針對(duì)通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域以及遠(yuǎn)程拆除易爆的危險(xiǎn)物的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練的應(yīng)用領(lǐng)域分別列舉不同的實(shí)施例來(lái)作說(shuō)明。

為清楚說(shuō)明通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域的一或多個(gè)實(shí)施態(tài)樣，請(qǐng)一并參考圖1A～1B、圖2、圖3A～3B來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所揭露的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1。圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的在以遠(yuǎn)程控制的方式拆除易爆的危險(xiǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域中，遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1與電子裝置2在搭配運(yùn)作時(shí)的示意圖，圖1B為圖1A中電子裝置2在拆除危險(xiǎn)物SE時(shí)的局部放大圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1的功能方塊圖，圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的搭載有至少部份的觸覺(jué)實(shí)化裝置14的穿戴裝置3的透示圖，及圖3B為圖3A中穿戴裝置3的局部放大圖。

遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1可與電子裝置2和穿戴裝置3搭配運(yùn)作。如圖2所示，遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1包含一觸覺(jué)偵測(cè)裝置10、一處理器12、一觸覺(jué)實(shí)化裝置14。在其他實(shí)施例中，遠(yuǎn)程模擬系統(tǒng)1也可進(jìn)一步包含一儲(chǔ)存器16。這些組件的配置、運(yùn)作及鏈接關(guān)系以及與其他組件之間的鏈接關(guān)系及運(yùn)作將示范性地說(shuō)明如下。

電子裝置2和觸覺(jué)偵測(cè)裝置10可設(shè)置于一實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)(Reality scene)端，并且部分的或全部的觸覺(jué)偵測(cè)裝置10可獨(dú)立地設(shè)置在電子裝置2上或者整合于電子裝置2中。并且，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，部分的或全部的觸覺(jué)偵測(cè)裝置10可通過(guò)有線或無(wú)線的方式與電子裝置2鏈接。為了方便說(shuō)明，下列實(shí)施例是以觸覺(jué)偵測(cè)裝置10整合于電子裝置2中的實(shí)施態(tài)樣作為示范性地說(shuō)明。

電子裝置2可例如為一機(jī)械手臂(Robotic arm)。然而，本發(fā)明并不限制電子裝置2的種類，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇其他適合的電子裝置。但為了簡(jiǎn)要地說(shuō)明本發(fā)明中實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端的運(yùn)作，以下的實(shí)施例將以機(jī)械手臂的實(shí)施態(tài)樣作為示例來(lái)說(shuō)明。

如圖1A和1B所示，電子裝置2也可為包含一機(jī)械主體21和一控制機(jī)臺(tái)22的機(jī)械設(shè)備。機(jī)械主體21例如包含一移動(dòng)臂和一機(jī)械手。在一實(shí)施例中，移動(dòng)臂可旋轉(zhuǎn)地分別連接于機(jī)械主體21和機(jī)械手，使得移動(dòng)臂可上下左右擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，而機(jī)械手則可以模擬人類手腕的動(dòng)作。移動(dòng)臂在一實(shí)施例中可包含一個(gè)或多個(gè)臂桿和一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)組件；通過(guò)臂桿和關(guān)節(jié)組件間的配置，控制機(jī)臺(tái)22可控置移動(dòng)臂21作出彎曲、伸直、抬高、降低、旋轉(zhuǎn)等模擬人類手臂活動(dòng)的動(dòng)作。機(jī)械手可例如包含多個(gè)機(jī)械手指23，機(jī)械手指23的設(shè)計(jì)在一實(shí)施例中可例如包含一個(gè)或多個(gè)手指區(qū)段和一個(gè)或多個(gè)指關(guān)節(jié)組件，通過(guò)手指區(qū)段和指關(guān)節(jié)組件間的配置，控制機(jī)臺(tái)22可控置機(jī)械手作出模擬人類手掌在進(jìn)行抓握、夾取、擺動(dòng)等的動(dòng)作?？刂茩C(jī)臺(tái)22為可移動(dòng)式的控制機(jī)臺(tái)，可經(jīng)由遠(yuǎn)程操控而朝危險(xiǎn)物SE的方向移動(dòng)。并且，控制機(jī)臺(tái)具有一可程序編輯的控制器，用以控制電子裝置2整體的運(yùn)作，例如整體電子裝置2的位置移動(dòng)、移動(dòng)臂21的運(yùn)動(dòng)及機(jī)械手指23的運(yùn)動(dòng)等。上述機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)與選用僅作為示范性地說(shuō)明，并不用以限制本發(fā)明中對(duì)于機(jī)械手臂的可能的實(shí)施態(tài)樣。換句話說(shuō)，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選用或設(shè)計(jì)適合的機(jī)械手臂。

觸覺(jué)偵測(cè)裝置10至少包含一或多個(gè)觸覺(jué)傳感器110(亦稱為第一觸覺(jué)傳感器)。觸覺(jué)傳感器110可例如為一壓力傳感器，用以偵測(cè)電子裝置2承受到的一作用力，以產(chǎn)生一作用力值信息，也就是壓力值。并且，在一實(shí)施例中，觸覺(jué)偵測(cè)裝置10具有一指令轉(zhuǎn)化表，指令轉(zhuǎn)化表記錄有至少一反饋力值信息與操作指令的對(duì)應(yīng)組。利用此指令轉(zhuǎn)化表，電子裝置2的控制器可將反饋力值信息轉(zhuǎn)換為一操作指令，并且根據(jù)此操作指令對(duì)應(yīng)地執(zhí)行操控行為。

觸覺(jué)實(shí)化裝置14例如包含一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)實(shí)化器141和一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)傳感器143(亦即第二觸覺(jué)傳感器)。在一實(shí)施例中，觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143分別與處理器12電性連接。觸覺(jué)實(shí)化器141用以自處理器12接收一控制信號(hào)，由此控制信號(hào)獲得欲作用在配戴穿戴裝置3的使用者身上的一模擬作用力值信息，并且將模擬作用力值信息轉(zhuǎn)成作用在使用者身上的一模擬作用力，進(jìn)而讓使用者感受到對(duì)應(yīng)此模擬作用力值信息的模擬作用力。觸覺(jué)傳感器143可例如為壓力傳感器，用以感測(cè)使用者因應(yīng)上述的模擬作用力所產(chǎn)生的一反饋力，以生成上述的反饋力值信息。觸覺(jué)實(shí)化器141的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)以及觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143在穿戴裝置3的設(shè)置位置關(guān)系將于后續(xù)予以一并說(shuō)明。

另一方面，如圖1A～1B和圖2所示，穿戴裝置3、處理器12、觸覺(jué)實(shí)化裝置14和儲(chǔ)存器16設(shè)置在一模擬操作端。

在一實(shí)施例中，處理器12、觸覺(jué)實(shí)化裝置14和儲(chǔ)存器16可設(shè)置于穿戴裝置3上或整合于穿戴裝置3中，處理器12分別與觸覺(jué)實(shí)化裝置14和儲(chǔ)存器16電性連接，并且穿戴裝置3可通過(guò)有線或無(wú)線的方式與實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端通訊連接，亦可與電子裝置2通訊連接，進(jìn)一步地與觸覺(jué)偵測(cè)裝置10通訊連接。

在另一實(shí)施例中，觸覺(jué)實(shí)化裝置14設(shè)置于穿戴裝置3上或整合于穿戴裝置3中，但處理器12和儲(chǔ)存器16獨(dú)立于觸覺(jué)實(shí)化裝置14并設(shè)置在仿真操作端的一服務(wù)器(未繪示)中；因此，觸覺(jué)實(shí)化裝置14可通過(guò)有線或無(wú)線的方式與處理器12連接，而服務(wù)器可通過(guò)有線或無(wú)線的方式與實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端的電子裝置2連接。這里的服務(wù)器可例如為個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)、云端計(jì)算機(jī)等具有運(yùn)算和控制功能的計(jì)算器裝置。本發(fā)明并不限制服務(wù)器的種類，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇其他適合的服務(wù)器。

承上所述，雖然在模擬操作端的多個(gè)裝置有不同的設(shè)置方式，但為了簡(jiǎn)要地說(shuō)明本發(fā)明中模擬操作端的運(yùn)作，以下的實(shí)施例將以處理器12和觸覺(jué)實(shí)化裝置14整合于穿戴裝置3中的實(shí)施態(tài)樣作為示例來(lái)說(shuō)明。

穿戴裝置3可包含可包覆使用者皮膚的配件、可提供視覺(jué)感官享受的配件及可提供聽(tīng)覺(jué)感官享受的配件等?？砂彩褂谜咂つw的配件可例如為手套(Glove)、連身或半身型的緊身衣等，但本發(fā)明并不予以限制。可提供視覺(jué)感官享受的配件可例如為虛擬眼鏡/眼罩等，但本發(fā)明并不予以限制?？商峁┞?tīng)覺(jué)感官享受的配件可例如為耳機(jī)，但本發(fā)明并不予以限制。本發(fā)明并不限制穿戴裝置3的種類，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇其他適合的穿戴裝置。為了簡(jiǎn)要地說(shuō)明本發(fā)明中模擬操作端的運(yùn)作，以下的實(shí)施例將以手套搭配虛擬眼鏡的穿戴裝置3作為示例來(lái)說(shuō)明，如圖1A和3A所示。

儲(chǔ)存器16儲(chǔ)存有模擬操作端運(yùn)作所需的信息，例如一控制信號(hào)轉(zhuǎn)化表及進(jìn)行仿真操作相關(guān)的應(yīng)用程序或指令集。這里的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化表例如記載有不同的控制信號(hào)與不同的作用力值信息間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)控制信號(hào)轉(zhuǎn)化表，處理器12可將上述所接收到的作用力值信息并轉(zhuǎn)化為一控制信號(hào)，并根據(jù)此控制信號(hào)，控制觸覺(jué)實(shí)化裝置14的運(yùn)作。

以下將列舉說(shuō)明觸覺(jué)實(shí)化器141的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

在一實(shí)施例中，如圖3A和圖3B所示，觸覺(jué)實(shí)化器141為一壓力發(fā)生器。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在一實(shí)施例中，壓力發(fā)生器設(shè)置在手套內(nèi)側(cè)的表面13a上，且包含一個(gè)或多個(gè)電極貼片141a。電極貼片141a電線連接處理器12。這些電極貼片141a用以接觸使用者的皮膚表面，并且釋放對(duì)應(yīng)上述的模擬作用力值信息的一電流信號(hào)至皮膚表面，進(jìn)而讓使用者感受到對(duì)應(yīng)的一模擬作用力。

在另一實(shí)施例中，如圖4A和圖4B所示，觸覺(jué)實(shí)化器141’包含一個(gè)或多個(gè)控制閥145和一個(gè)或多個(gè)氣囊組件147，且控制閥145和氣囊組件147皆設(shè)置在穿戴裝置3中。控制閥145連接于氣囊組件147，并且電性連接處理器12。氣囊組件147用以藉由氣囊的充氣或泄氣，產(chǎn)生作用在皮膚表面上的模擬作用力?？刂崎y145受控于處理器12，用以根據(jù)一控制信號(hào)控制對(duì)應(yīng)的氣囊組件147進(jìn)行充氣或泄氣。

以下將列舉說(shuō)明觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143在穿戴裝置3的設(shè)置位置關(guān)系。

觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143之間的相對(duì)位置可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求而設(shè)計(jì)，本發(fā)明不予以限定。舉例來(lái)說(shuō)，觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143可至少部分重疊設(shè)置，或完全錯(cuò)開地設(shè)置。

并且，在一實(shí)施例中，觸覺(jué)實(shí)化器141和觸覺(jué)傳感器143在穿戴裝置3的位置對(duì)應(yīng)于觸覺(jué)傳感器110在電子裝置2上的位置。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)作為電子裝置2的機(jī)械手臂具有五個(gè)機(jī)械手指23，這五個(gè)機(jī)械手指23分別對(duì)應(yīng)人類的五根手指UF，而手套型的穿戴裝置3具有五個(gè)手指部31，這五個(gè)手指部31也分別對(duì)應(yīng)人類的五根手指UF，換句話說(shuō)，電子裝置2的五個(gè)機(jī)械手指23分別對(duì)應(yīng)穿戴裝置3的五個(gè)手指部31；因此，位于一手指部31(例如食指)的指尖上的觸覺(jué)實(shí)化器141在對(duì)應(yīng)于此手指部31的一機(jī)械手指23(例如食指)的指尖上有相對(duì)應(yīng)的一觸覺(jué)傳感器110。藉此，對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)傳感器110所偵測(cè)到的壓力值會(huì)反應(yīng)至對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)實(shí)化器141上，進(jìn)而讓使用者的食指感受到此壓力值所對(duì)應(yīng)的壓力。

藉此，觸覺(jué)實(shí)化器141可依據(jù)實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端的偵測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生可作用于配戴穿戴裝置3的使用者的模擬作用力，使得使用者感受到對(duì)應(yīng)模擬作用力值信息的模擬作用力；同時(shí)，觸覺(jué)傳感器143也可偵測(cè)使用者根據(jù)感受到的模擬作用力而作出的反饋，使得使用者的反饋將進(jìn)一步地反應(yīng)在實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端的操作。

舉一實(shí)際的例子來(lái)說(shuō)，在遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)中，假設(shè)使用者想用食指碰觸危險(xiǎn)物SE的上蓋時(shí)，可以在穿戴上搭載有觸覺(jué)實(shí)化裝置14的穿戴裝置3后，主動(dòng)地彎折其食指，此時(shí)對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)傳感器143會(huì)偵測(cè)作用在其上的反饋力而獲得一反饋力值信息，并將此反饋力值信息傳送至處理器12。接著，處理器12將此反饋力值信息通過(guò)傳輸接口傳送至在實(shí)境現(xiàn)場(chǎng)端的電子裝置2。當(dāng)電子裝置2接收到反饋力值信息后，電子裝置2會(huì)利用一指令轉(zhuǎn)化表，將接收到的反饋力值信息轉(zhuǎn)換為一操作指令，并根據(jù)此操作指令進(jìn)行對(duì)應(yīng)的一操控行為，即控制對(duì)應(yīng)食指的機(jī)械手指23進(jìn)行對(duì)應(yīng)使用者動(dòng)作的動(dòng)作，以碰觸危險(xiǎn)物SE的上蓋。

當(dāng)電子裝置2在進(jìn)行上述的動(dòng)作時(shí)，對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)傳感器110也會(huì)偵測(cè)對(duì)應(yīng)食指的機(jī)械手指23在作動(dòng)時(shí)作用在其上的作用力而獲得對(duì)應(yīng)的一作用力值信息。電子裝置2可通過(guò)其傳輸接口將此作用力值信息傳送至在仿真操作端的處理器12。接著，處理器12會(huì)將此作用力值信息轉(zhuǎn)換為一控制信號(hào)，并傳送至對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)實(shí)化器141。此觸覺(jué)實(shí)化器141會(huì)根據(jù)接收到的控制信號(hào)，實(shí)化模擬作用力值信息，也就是讓使用者的食指感受到對(duì)應(yīng)此筆模擬作用力值信息的一模擬作用力。此時(shí)，使用者可根據(jù)感受到的模擬作用力作進(jìn)一步的回應(yīng)。

另外，針對(duì)遠(yuǎn)程拆除易爆的危險(xiǎn)物的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練的應(yīng)用領(lǐng)域的一或多個(gè)實(shí)施態(tài)樣，請(qǐng)一并參考圖5來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所揭露的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)4。圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)的功能方塊圖。觸覺(jué)仿真系統(tǒng)4包含處理器12、觸覺(jué)實(shí)化裝置14和儲(chǔ)存器16。其中，圖5中處理器12、觸覺(jué)實(shí)化裝置14和儲(chǔ)存器16之間的連接關(guān)系與設(shè)置的位置、各組件的部份或全部功能可參考圖2的相關(guān)的實(shí)施例，在此不再贅述。

相較于圖2的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)1，圖5的觸覺(jué)仿真系統(tǒng)4不需要設(shè)置如圖2中的觸覺(jué)偵測(cè)裝置10，并且儲(chǔ)存器16可進(jìn)一步儲(chǔ)存一或多個(gè)仿真模型(亦即第一仿真模型)以及至少一反饋力值信息與操作指令的對(duì)應(yīng)組。仿真模型記錄有反饋力值信息與對(duì)應(yīng)模擬作用力值信息的應(yīng)變規(guī)則。

處理器12可通過(guò)使用者所在的影音設(shè)備或使用者配戴的穿戴裝置(例如虛擬現(xiàn)實(shí)的頭戴式影音設(shè)備)及儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器16中的仿真模型，提供使用者一虛擬情境，亦即虛擬的拆除危險(xiǎn)物現(xiàn)場(chǎng)。為了方便說(shuō)明，以下將以手套搭配虛擬眼鏡的穿戴裝置作為示例來(lái)說(shuō)明。使用者根據(jù)此虛擬的拆除危險(xiǎn)物現(xiàn)場(chǎng)，選擇地作出主動(dòng)式反饋，例如用食指企圖碰觸危險(xiǎn)物SE的上蓋。此時(shí)，對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)傳感器143會(huì)偵測(cè)作用在其上的反饋力而獲得一反饋力值信息，并將此反饋力值信息傳送至處理器12。接著，處理器12利用儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器16中的反饋力值信息與操作指令的對(duì)應(yīng)組，將此時(shí)的反饋力值信息轉(zhuǎn)換為一操作指令。處理器12將操作指令傳遞至穿戴裝置上可提供視覺(jué)感官享受的配件，即虛擬眼鏡。此虛擬眼鏡則根據(jù)操控指令對(duì)應(yīng)顯示虛擬畫面，也就是說(shuō)，虛擬情境中的機(jī)械手臂會(huì)根據(jù)此操作指令，作出碰觸危險(xiǎn)物SE的上蓋的動(dòng)作。同時(shí)，處理器12也會(huì)進(jìn)一步地利用仿真模型，運(yùn)算出此操作指令所對(duì)應(yīng)的模擬作用力值信息。

接著，處理器12會(huì)將此模擬作用力值信息轉(zhuǎn)換為一控制信號(hào)，并傳送至對(duì)應(yīng)食指的觸覺(jué)實(shí)化器141。此觸覺(jué)實(shí)化器141會(huì)根據(jù)接收到的控制信號(hào)，實(shí)化模擬作用力值信息，也就是讓使用者的食指感受到對(duì)應(yīng)此筆模擬作用力值信息的一模擬作用力。此時(shí)，使用者可根據(jù)感受到的模擬作用力作進(jìn)一步的回應(yīng)。

在一實(shí)施例中，處理器12可通過(guò)接收由其他穿戴裝置所產(chǎn)生的一仿真模型(亦即第二仿真模型)以更新原先儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器16的仿真模型的應(yīng)變規(guī)則。

在本發(fā)明中所提及的各個(gè)組件設(shè)置的數(shù)量、尺寸、位置皆可根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求來(lái)設(shè)計(jì)，本發(fā)明并不予以限定。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。