社交接觸是人類的一種自然交流方式。隨著我們通過視頻會議、電子郵件和短信增加遠程交流，社交接觸的重要性越來越明顯。如果沒有親身體驗到的深度感和微妙感，遠程交流會導(dǎo)致孤獨感和社會孤立感的增加，并對身心健康產(chǎn)生重大影響。社交距離的需要加劇了這一問題，并進一步強調(diào)了高表現(xiàn)力遠程通信的重要性。

　　研究人員一直在尋找通過可穿戴和手持觸覺設(shè)備來復(fù)制社交觸覺的方法，并探索了幾種傳遞觸覺的方法，如振動、熱刺激和空氣噴射。然而，大多數(shù)社交觸覺設(shè)備都專注于復(fù)制單一形式的社交觸覺，如握手和擁抱等等。

　　另外，所述設(shè)備中的大多數(shù)都利用通常為簡單描述而優(yōu)化的手動生成信號，而不是傳遞觸摸交互的豐富性和微妙性。另一方面，人類的社交觸摸信號復(fù)雜多樣。即使是直接將人類交互從傳感器映射到致動器的設(shè)備都依賴于傳感和驅(qū)動方法之間的緊密耦合。

　　在名為《Data-driven sparse skin stimulation can convey social touch information to humans》，斯坦福大學(xué)，南加州大學(xué)和Meta的研究人員表示基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的稀疏皮膚刺激可以傳達豐富的社交接觸信息。

　　團隊的方法并非關(guān)注專門的硬件，而是通過使用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法來利用記錄的人類社交觸摸數(shù)據(jù)，從而豐富地表示一系列社交觸摸信息。這允許使用各種記錄和驅(qū)動設(shè)備發(fā)出復(fù)雜多樣的社交觸摸信號。社交觸覺裝置與皮膚接觸的類型各不相同。一些設(shè)備僅限于將觸覺刺激(如振動、加熱或壓力)應(yīng)用于皮膚的局部區(qū)域。其他設(shè)備則是沿著皮膚連續(xù)移動，在皮膚范圍內(nèi)的任何地方施加刺激。

　　研究人員將重點放在其定義的“稀疏”設(shè)備之上。所述設(shè)備將觸覺刺激應(yīng)用于皮膚的多個單獨局部區(qū)域。之所以關(guān)注稀疏設(shè)備，是因為它們的機械復(fù)雜度低于連續(xù)設(shè)備，但又比僅對單個局部皮膚區(qū)域施加刺激更具表現(xiàn)力。

　　論文探討了在給定適當(dāng)處理的情況下，是否可以使用稀疏驅(qū)動來表示社交觸摸數(shù)據(jù)。團隊開發(fā)了一種一致的、可推廣的、數(shù)據(jù)驅(qū)動型算法來將記錄的人類觸摸映射為稀疏表示。研究人員利用多目標(biāo)追蹤技術(shù)找到可能代表持續(xù)或高壓觸摸交互的數(shù)據(jù)，然后找到最佳區(qū)域進行渲染。

　　接下來，通過臂戴式單自由度音圈致動器陣列顯示八個固定接觸點的稀疏觸摸信號，每個致動器間隔37-50 mm。根據(jù)方向辨別測試，所述接觸點的距離大于皮膚傳入辨別閾值。在實驗中，團隊測試了被試根據(jù)致動器陣列產(chǎn)生的被動感知信號來識別社交觸摸場景的能力。

　　為了分析人類的社會接觸并產(chǎn)生人工的接觸信號，團隊收集了一個自然的社交接觸數(shù)據(jù)集。參與者是成對招募，他們自認為是親密朋友或浪漫伴侶。在收集自然社交接觸數(shù)據(jù)集后，研究人員開發(fā)了一種算法來將記錄的觸摸數(shù)據(jù)映射到可以在觸覺設(shè)備上呈現(xiàn)的信號。所述算法假設(shè)觸覺設(shè)備由一組用于呈現(xiàn)觸摸信息的致動器組成，并且致動器的數(shù)量小于傳感器的數(shù)量。因此，團隊通過數(shù)據(jù)尋找一致的高壓軌跡，將傳感器數(shù)據(jù)降低到致動器的維度，并使用致動器陣列呈現(xiàn)所述軌跡的選擇。

　　總的來說，研究分兩個階段進行。在第一階段，團隊創(chuàng)建了一個新的社交接觸數(shù)據(jù)集。所述數(shù)據(jù)集涉及到人人交互場景，不給出人類應(yīng)該使用哪些手勢的指示，并且直接記錄了力數(shù)據(jù)。在相關(guān)研究中，則通過定義的手勢來記錄人類的社交接觸互動。所述數(shù)據(jù)涉及簡單的手勢，并明確指示用戶如何執(zhí)行每個手勢。收集它們的主要目的是分類，而不是生成性建模。

　　在第二階段，團隊將一種映射算法應(yīng)用于社交觸摸數(shù)據(jù)集中的實例，并檢查一組新的被試是否可以使用感覺來確定數(shù)據(jù)來自的場景。研究人員發(fā)現(xiàn)，被試在6個場景中的準(zhǔn)確率為45%，而在親密朋友和合作伙伴之間的人際互動中的準(zhǔn)確率則為57%。這表明社交觸摸信號可以通過稀疏的皮膚刺激來表現(xiàn)。

　　實驗共有六個場景，六個場景中的每一個都有一個信號：尋求關(guān)注、感激、快樂、平靜、愛和悲傷。對于每個信號，被試需要選擇它是從哪個場景派生。在沒有訓(xùn)練的情況下，被試實現(xiàn)了高場景分類準(zhǔn)確率：分類準(zhǔn)確率達到45%。研究表明，戀愛關(guān)系中的個體比成對的陌生人更能準(zhǔn)確地辨別情感，因此，伴侶發(fā)出的信號可能會達到更高的準(zhǔn)確度。

　　研究結(jié)果表明，使用自然的人類表情來進行詳細的觸覺交流是可能的。團隊觀察到，對愛、悲傷和注意力的反應(yīng)模式比對感激、快樂和平靜的反應(yīng)模式具有更高的系數(shù)。

　　這項研究的主要貢獻包括：在人類被試測試中，社交觸摸分類的準(zhǔn)確性是通過使用一個新的社交觸摸數(shù)據(jù)集實現(xiàn)。所述數(shù)據(jù)集通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的映射算法傳遞，并在稀疏觸覺設(shè)備進行渲染;團隊描述了數(shù)據(jù)收集的詳細情況，并提供了結(jié)果數(shù)據(jù)集供公眾使用。團隊同時提出了一種新的渲染算法，并提供了相關(guān)的代碼，以便于今后在觸覺渲染方面的研究。