《机器触觉》序：沉浸感与存在感
--------
上周聆听奇绩创坛Qi博士的演讲，在元宇宙的主题中提到“存在式体验”。
Qi博士评价元宇宙的基础设施虚拟世界和虚拟人为“3D存在具象”、元宇宙在C端和B端的商业环境为“存在式电商”、“存在式营销”。
从“沉浸”走向“存在”，当元宇宙技术可期待地、日渐包裹我们的生活环境，我觉得这样的评价非常精辟入理。它的本意是希望元宇宙具备更好的真实性。
当我们把“存在”这个话题引入机器人时，我忍不住顺势推导，似乎发现它可以作为一个很自然的概念延伸。
机器人不仅存在于元宇宙，它们更多的是在现实中和我们生活在一起。相比于元宇宙，机器人更具备实体性，它跟我们的交互，不仅仅是数字层面，它真正看到了我们、摸到了我们，它在我们的工厂里搞生产、在我们的医院里做手术、在咖啡店帮我们冲上一杯咖啡。
我们似乎马上要得出这个问题的答案，当机器人接管了我们的眼耳鼻舌身，它的“存在感”是什么？是它的实体性？是它的物性？还是它和这个物理世界的交互？
然而佛说：缘起性空。
翻译过来就是说，没有一个东西叫机器人，机器人只是一种现象，各种条件具备了，合在一起，咔嚓，机器人就出现了；等条件消失了，机器人也就消失了。
马克思说：人是社会关系的总和。
没有一个固定不变的东西叫机器人，我们简单的理解为，这句话否定了机器人的实体性。
和你们一样，我非常讨厌拐弯抹角的文字游戏，它为了形成概念的自洽，几乎掐断了所有天马行空的想象。
--------
我就这样纠结了几天，直到落笔之时，我突然感觉释然。
佛系的性空，承认现象的存在，但不承认事情有本质的实体性、真实性和永恒性。万物在缘起的作用下不断变化。在我的思维体系里，缘起性空，是讲得通的。
所以我发现，我只需要定义现象、定义条件，而无需定义本质。尽管经历多年训练的思维模式告诉我，这不科学。
但是，路宽了。
--------
那么就让我坦然的回到正题，给机器人的“沉浸感”和“存在感”做一个定义：
-
沉浸感：“沉浸感”的对象承认自己是置身度外的，承认感觉是虚拟的，机器人本身仅是一层外围感知器官的替代
-
感知器官的替代：眼耳鼻舌身。
-
-
存在感：“存在感”的对象是置身其中的，承认感觉是真实的，机器人不仅是感官的替代，还具备本体感和心理驱动
-
第一层是感知器官的替代：眼耳鼻舌身。
-
第二层是“本体感”的替代：有了自我和他人的分别，进一步加工感知信息并通过神经系统调控内部机能，更多的是在运动的层面以及快速决策的层面（下意识）。
-
第三层是心理驱动：包括个人的意识和潜意识、社会的集体意识和潜意识。
-
--------
“沉浸感”的对象一般是人，机器要做的，是替代人的感官，机器本身并没有本体感，所有的感官信息仍然由人来处理。在这里机器需要做到的是将眼耳鼻舌身五感尽可能呈现真实感，让人分不清虚拟和现实的感官信息，完全沉浸到虚拟的世界中去。当然，还有虚拟和现实混合的做法。
而五感的信息，从现象来定义的话，可以分为感知和呈现两个方面。目前无论是哪一方面，视觉和听觉无疑是最为成熟的，摄像头、显示器、麦克风、音响完美的实现了视听的感知和呈现。更进一步，双目摄像头、激光雷达、VR眼镜、AR眼镜则将视觉呈现从二维升级到三维。
嗅觉和味觉的感知和呈现往往依赖于化学成分的识别和合成。现有传感器无法实现人类或动物鼻子的功能，只能实现比较单一成份的识别，气味的合成依赖于不同原料的混合作用。也有一些直接通过电刺激神经的方法，在实际应用中不太成熟。
而触觉则是五感中分布最广、最难实现的。
其中很多人把简单的压力称为触觉，包括基于电容电阻电磁等原理的单点压力传感器、基于音圈电机的单点震动模拟器。其实人类的触觉要复杂的多，人类有100多种负责触觉感知的离子通道蛋白，其中有4种是最常用的，从现象上来区分的话，它们分别负责皮肤浅层和深层的挤压和牵拉。综合起来，人手的触觉是一种高分辨率、高维度的触觉，可以区分触摸的几何形态及动作。我们称这种触觉为“精细触觉”。
目前我们能够期待到的、沉浸感较好的组合，应该是立体视觉+立体听觉+简单嗅觉+精细触觉。
而精细触觉，也是目前可以极大提升沉浸感体验的关键所在。
--------
“存在感”的对象一般是机器，而人则成为了在这个交互环境中与机器平行的对象，机器与人可以相互配合，可以相互视为操作对象。
在这里，机器除了具有感官的替代，更重要的是具备足够的本体感。机器知道自己是机器，人是人；知道自己的感官、自己的手足、自己的所处的环境、自己在做的运动。
而本体感的关键，依然是机器的触觉，或者说以精细触觉为主的多感官融合。
歌德诗里说，情人用“能瞧见的手抚摸”，蜗牛具有“触摸的视觉”；法国成语“手指尖上生着眼镜”。
人的全身布满了触觉，你可以想象失去视觉、听觉、嗅觉、味觉，但你一定无法想象活着失去触觉。
这就是触觉带来的本体感，人、动物都有很本能的本体感，可惜机器没有。精细触觉给机器带来这种本能。
另一个问题是，机器会有心理驱动吗？这个问题的本质是无法定义的，就像前面说的缘起性空。人的意识从科学上也是无法解释的，如果一定要找一个解释的话，UCSB的Matthew Fisher相信，人的意识、记忆和思维是量子纠缠的，要用量子理论来解释。所以我们认为机器不会很快获得自主的心理驱动。
但是我们可以让机器具有模拟的心理驱动，意识是可以通过仿生动态的模型进行模拟的，这样至少看起来仍然是安全的。
--------
毋庸置疑，触觉是“沉浸感”和“存在感”最关键的一环。
我们做的触觉这件事，涉及到很交叉的学科，包括数值计算、力学、光学、机器学习、机械结构，都是非常累的学科，但是我觉得我们比较了不起的事情就是把它给做好玩儿了。我最希望年轻的员工评价公司“可好玩儿了”。我至今仍有这样一个信条，就是任何事情，只要你把它做的好玩儿，跟着你做的人也就多了。
--------
以上说的这些，我会扩展为专题文章的形式发表出来。由于我的写作习惯比较散漫，之前催稿的出版社编辑深受其苦，所以我由衷的抱歉，也建议编辑们等我写完大部分内容再来联系。虽然是不定期的发稿，但我争取在6个月之内写完。
又是一年高考季，我记忆犹新而且十分庆幸当年的作文题目《假如记忆可以移植》，作为一名写代码比写字多的理科生，是这篇很有可能意外满分的作文让我至今仍保留了一点点写作的信心。40分钟，一篇科幻小说让我笑着离开考场，也让我笑着打开了科幻的人生。
但是，《机器触觉》这个专题，它已经不是科幻，它是我们几年如一日熬出来的技术和产品，它们将科幻化为现实。
以下是我为这个专题拟定的目录，我不一定按照顺序发表，也有可能更改它们的题目。
另外，由于这些内容和公司的产品有密切的关系，我还鼓励我的同事们也在公众号上发他们自己的见解和文章，我相信从不同的角度出发，我们的读者会受益更多。
苑维然
2022.6于深圳
--------
专题名称：《机器触觉》
目录：
- 序：沉浸感与存在感
- 人类触觉
- 机器触觉
- 动态触觉
- 主动触觉
- 面向人体的机器触觉
- 多感官融合
- 人类意识
- 机器意识
- 触觉应用之：沉浸式遥操作
- 触觉应用之：按摩机器人
- 触觉应用之：外骨骼手指
- 触觉应用之：VR控制器
