虚拟操作和遥操作中灵巧的高保真力觉再现技术的理论和方法研究

力/触觉被认为是人除视觉和听觉之外最重要的感觉，力/触觉再现技术在虚拟现实、遥操作领域如虚拟装配、虚拟训练、远程医疗和遥操作机器人系统中能够为操作者提供真实的力/触觉。目前的力觉装置有外骨骼和固定设备、数据手套和穿戴设备、点交互设备和专用设备以及运动交互装置（全身力反馈）、力反馈操纵杆、力反馈鼠标、驱动轮等，这些力觉装置大多采用气动、液压、电机或磁场等驱动的主动式力反馈，所以在灵巧性、安全性能和力觉的真实性等方面存在不足，而且只能在较小范围内实现对硬度的再现。本课题利用新型智能材料在电/磁场作用下流变学特性快速剧烈变化的特殊性能，研究一种能够同时具备大范围硬度再现、力觉再现的被动力觉再现方法，并从理论上对其进行硬度、力觉再现控制算法研究，可以预计：本课题提出的力觉再现方法能够保持高度真实性并具有灵巧、实时、安全等优点，将有力地促进虚拟现实技术和临场感机器人发展。