GIST开发下一代触觉反馈系统“TelePulse”

by Min Chanki

Published 07 May.2025 15:35(KST)

Updated 26 Jul.2025 21:39(KST)

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TelePulse 开发团队在 CHI 2025 大会上领取最佳论文奖证书。GIST 提供

一种能够将机器人所受物理力量实时传递到人类手臂的新概念触觉（Haptic）系统已经被开发出来。

光州科学技术院（GIST）7日表示，人工智能融合学科的Kim Seungjun教授研究团队与美国麻省理工学院（MIT）研究团队共同开发出了下一代触觉反馈系统“TelePulse”，该系统可在远程机器人与人类之间建立物理连接。

在该系统中，当用户在虚拟现实（VR）环境下操控远程机械臂时，机器人接触到的物理力量会被精确地传递到用户手臂上。为此，系统将电肌肉刺激（Electrical Muscle Stimulation, EMS）技术与生物力学仿真（Biomechanical Simulation）相结合。

通过让用户能够实时感知按压或抓取物体时产生的微妙力差，不仅仅是简单的振动或表面刺激，而是可以体验到相当于肌肉实际收缩程度的逼真触觉反馈。

TelePulse 远程操控界面。GIST 供图

以往基于电肌肉刺激的触觉系统大多仅根据预设强度比例刺激肌肉，而TelePulse则会实时分析用户的身体条件、姿势、关节位置等因素，精确计算应当刺激哪些肌肉以及刺激多少，从而提供优化的反馈。

为此，研究团队引入了在物理治疗及康复研究领域中使用的生物力学仿真工具“Open Sim”，实现了用户定制化的关节力矩计算和刺激强度调节的实时执行，从而成功实现了细腻且逼真的触觉体验。

为验证实用性，研究团队将TelePulse应用于对工业现场进行虚拟再现的远程工业作业模拟实验中，如钻孔（Drilling）和打磨（Sanding）作业。结果显示，使用TelePulse的参与者在力量控制准确度和作业一致性方面均表现出显著提升。

在实验结束后进行的问卷调查中，参与者表示，TelePulse带来的不仅是简单的机械振动刺激，而是一种“与机器人共享感官”的强烈沉浸感。实际测得的沉浸感（presence）量表得分也平均提升了15%以上。

与复杂的机械式触觉装置不同，TelePulse采用轻便易穿戴的结构设计，具有较高的移动性和实用性。基于此，不仅可应用于远程机器人操控，还有望在远程手术、灾难救援、太空探索等多种高难度远程作业环境中得到广泛应用。

此次研究成果在实现电刺激技术的实时精密控制方面取得了技术进步，被视为一种能够同时提升人机交互沉浸度和精确度的新型界面模式，备受关注。

Kim Seungjun教授表示：“TelePulse是一项将机器人所受的物理刺激实时传递到人类身体的技术，它开启了一个人与机器人超越简单机械操控、实现‘感官’共享的时代。今后将在远程协作、精密作业、训练和康复等多个领域得到有益应用。”

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。