触觉传感：从触觉意象到虚拟触觉，本文主要内容关键词为：触觉论文,意象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：G125 文献标志码：A 文章编号：1009-1971(2011)05-0093-06
21世纪是触觉的时代，各种与日常生活相关的服务设施，如手机、电脑、自动柜员机、家用电器等，以及娱乐(游戏)、教育的媒介载体等等纷纷开始了“触觉革命”。移动网络、数字电视网络以及互联网技术的三网融合，催生了以触觉传感为特征的“物联网”时代的来临，这意味着人类的感知模式正在发生着继“视觉转向”之后的“触觉转向”，这一转向对人类生存模式的影响是一个值得关注的问题。目前触觉传感技术的研究集中在技术开发，关注技术原理、实现方案、界面设计等技术层面的开发和研究，而以美学的视角回顾触觉传感技术发展的历史，反思不同历史时期媒介技术条件下触觉传感的方式对人类感知模式和感知尺度、行为模式和生存方式的影响，或许可以帮助我们深度理解触觉传感技术的本质，把握触觉技术发展的方向。
一、触觉：作为建构世界的“第一感觉”
触觉是指分布于全身皮肤上的感觉感受器在外界的温度、湿度、压力、振动等刺激下，引起的冷热、润燥、软硬、压(力)觉、痛觉、振动觉等感觉。皮肤作为生命主体与外在世界交接的界面所产生的感觉，是“最古老的感觉”[1]7，早在古希腊时期，柏拉图就认为，“皮肤的感觉是全部的躯体感觉”[2]，亚里士多德将之定义为“触觉”并指出，“如果没有触觉，其他感觉就不可能存在”[3]。“没有了触觉，人将生活在一个模糊的、麻木的世界里”[1]71，现代生物学证实，皮肤与人脑是由同一组织产生出来的，触觉的形成先于视觉、听觉和高级大脑中枢神经发挥作用之前。触觉是人类的“第一感觉”，这一点早已成为共识。
触觉作为人类的“第一感觉”，更重要的还在于，它是人类建构世界的起点。
对于个体而言，触觉是建构生命主体与生存世界关系的重要手段。婴儿从母体中分离，无意识地挥动着的小手小脚，一方面表征着他/她在母腹中的触觉经验被剥夺的惶恐，另一方面表征着他/她本能地利用触觉来确定自己的存在感。人生命最初的几周，视觉朦胧得甚至看不清母亲的脸，但触觉对母亲的肌肤出奇地灵敏。伴随着生命的成长，物质世界的种种性态：软与硬、冷与热、粗糙与细腻等等，都需要从触觉获得的认知。虽然研究表明视觉是80%的信息来源，但是“在认知作用方面，触觉与视觉的关联要甚于其他的任何感官，它能提供有关对象的信息。”[4]甚至“人的视觉偏差也直接依赖于触觉信息的修正”[5]。皮肤可以通过温度感知时光之迁流，通过触觉记忆感知空间之方位，“没有触觉记忆，我们的眼睛所能看见的只是在中性背景中显示出来的摇曳不定的片片斑块。”[6]因此，在生命成长过程中，个体借由触觉、在视觉等其他感官的综合作用下才能建构起“自然世界”的概念。
当然，对于人类而言，主体不仅生存在包含时间与空间的“自然世界”中，而且也生存在以“人的关系”为基础的“社会”中，社会同样是主体存在的寓身之所。远古时代，触觉是人类建构“社会”的重要手段。《国语·楚语下》记载的“绝地天通”的故事意味深长：“及少昊氏之衰也，九黎乱德。家为巫史，民神同坐，祸灾荐臻。颛顼受之，乃命南正重司天以属神，命火正黎司地以属民。使复旧常，无相侵渎，是谓绝地天通。”九黎所乱在于“家为巫史，民神同坐”，人人都可以擅自进行馨蒸于天、酒洒于地的巫仪，以香气与酒水作为媒介接触神祇，祈福于神祗，导致天下混乱，祸灾荐臻。为此，颛顼将“通天地”的大权收归于己，命南正重与火正黎各司神、民，使九黎之民“绝地天通”。这是统治者通过触觉的集权和霸权，整饬社会秩序的范例。中国夏、商、周三代以来的礼乐传统，处处遗留着利用触觉进行教化的痕迹。以“教”字为例，“”呈现出以手执棒打“子”之头，使之建立人伦认知的生动场景；从“家”到“国”，基于血缘的东方文明，就这样在代代相续的手足—骨肉—血脉的联结中绵延无绝……放眼世界，触觉的建构作用在其他古老文明发明中同样是十分普泛而且影响深远。现代文化生活中仍可见的，例如宗教徒的“顶礼膜拜”与“五体投地”、活佛恩赐福瑞的“摸顶”、接引灵气的“开光”、圣徒的“洗礼”等等，都是触觉作用于心灵的例证。古老的触觉文化积淀成种种基于触觉的现代交往礼仪，如国际间首脑人物的握手、拥抱、亲吻、贴面、拍背等方式，都隐含着交往的深度与诚意，在国际关系中起着十分微妙的作用。2010上海世博会志愿者歌曲这样唱道：“一个拥抱一个世界，你的世界是我们的拥抱”。“拥抱”是一个有力的、温暖的动作，传达的是中国人对世界的热诚，建构和谐社会、大美世界的主题。
触觉还是建构人类精神世界的重要手段。人类的特别之处在于，人类不仅是物质存在、关系存在，还是精神存在。人类生活在物质世界、人伦世界，还生活在精神世界。审美活动是人类独特的精神存在方式。美是人类文明的集中体现，美无法用语言定义，但美却可以通过触觉体验：山与水的自然之美可以通过触觉来体会；建筑的坚实与挺拔、雕塑的刚劲或柔滑、园林的“可游可居”、音乐的“金声玉振”、绘画的“质感”等等艺术美也可以通过触觉感知。即便是抽象的人格美，也可以用触觉感知。如君子之德：“仁、智、义、品节、纯洁、勇、诚实、宽容、条理”都可以通过对美玉的把握触知(《管子》)，君子人格如玉之温润质坚；美的文化也可以通过触觉认知，“圆满”是视觉的无限，更是触觉的适宜，表征着中国文化所追求的美的极致。可见，触觉是审美活动的过程，也是审美经验的依据。作为人类精神存在家园的“建材”，作为触觉经验的“标本”，“语言”中充斥着触觉的经验：“铭心刻骨”的印象、“体无完肤”的“切肤之痛”、“一触即发”的紧张、“毫发无损”的释然……这些存留在语言中的触觉传达，是触觉建构的人类内在精神世界的写照。总之，触觉是人类的第一感觉，不仅是生存创造的原点，还是建构世界的始基、审美实践的依据。
二、从触觉意象到虚拟触觉：触觉传感技术的演进与触觉的失落与回归
触觉表现为身体在场交流中肤觉的即时性与力觉的反馈性，这个特性严重限制了人类触觉信息的传达。随着人类生存能力的增强，有限的身体力量和有限的接触范围限制了人的发展，传达生命力量、触觉跨时空遥在的需求，催生了触觉传感技术。从某种意义上说，人类文明的历史就是触觉技术的开发史。以触觉传感技术的视角透视文明历程，历史显现出别样的风景：一方面，从触觉出发的传感技术在演进中不断实现人“力”的放大、触觉传感范围的扩大，同时在演进中悄然地、一点一点剥夺了人与对象接触的实存方式，造成了人与物的隔离、身体触觉的丧失。另一方面，在触觉与人的关系渐行渐远的同时，从触觉传感出发，触觉意象的心理建构、触觉仿像的感官补偿、虚拟触觉的技术开发，表现出人类寻回触觉的顽强毅力。
(一)机械触觉传感技术：触觉的疏离与触觉意象的完形建构
触觉传感技术缘起于工具的制造。原始时代，初民直接接触材料和对象，摩擦取火、打磨石器、制作陶器都靠手的力觉与肤觉的协调动作。如今，我们可以通过摩挲一把斑驳的石斧、一个布满捺印、划纹、堆饰的陶器，一片残砖断瓦，一件锈蚀的兵戈，真切地感知到创造者的生命信息。工具是最早的触觉传感媒介。古人砑布的木槌、纺纱的线轴、切割的镰刀、脚踏的水车等等器具，都是靠人力的推动与控制，通过工具把人的力量和触觉传给对象。但是由于人和对象之间有了“器具”的阻隔，“反馈”回来的信息只有“力”，而最先损耗的是温度等其他肤觉信息。15世纪以后，随着工场手工业作坊的发展，触觉剥夺悄然而坚定：“飞梭”的出现，不仅使手与纱线分离，而且使梭与手分离，这仅仅是一个先兆。18世纪后，纺织机械、蒸汽机、机床、蒸汽机车、轮船等等发明，首先抛弃了手摇、脚踏的人力传动，机器取代了人的部分体力劳动和手的部分机能，手不再与器具接触，人力得到了空前放大；19世纪后半叶电气化时代的来临，电“能”成为动力，电子技术不仅将“人控的自动化”转化为了“数控的自动化”，人既不需要去亲自触摸，也不用把身体中的力传递出去，人只消揿动一个看起来和产品毫不相干的一个按钮，产品就会如预计的那样生产出来。人力实现了跨空间的无限放大，但身体与对象渐行渐远，甚至完全分离。
生物学、心理学研究表明，失去了触觉，人将寸步难行。那么，在触觉剥夺的情况下，人类的发展似乎并未出现异常，究其原因，或许这与人的另外一种能力——意向性完形心理建构能力相关。身体无力挽回渐行渐远的触觉，但人类却有一颗自由而强大的心灵。心理的意向性完形建构能力，来自于远古时代人类“相似律”(Law of Similarity)和“触染律”(the Law of Contact or Contagion)的思维方式，在工具发明的同时，基于心灵的触觉传感技术——“顺势巫术”和“接触巫术”(弗雷泽)也同时产生，这是一种身心“联手”的复杂操作。这种技术的特点是，在实物操作的基础上，心灵的操持使触觉的信息挟带着生命的力量实现了跨时空的传达。以“巫布娃娃”为例(这种巫术或许是世界范围内流传时间最久、流布范围最广泛的一种巫术)，人们深信自己施加在巫布偶上的各种力量，能够有效地给敌方带来致命的伤害。当然，从现代科学理性看来，这种触觉传播行为的“跨时空性”是虚妄的，事实上，基于“接触律”的“接触巫术”并不能真正意义上传递生命信息，之所以人们对此深信不疑，是基于触觉意象的效力。
借助已有的触觉经验，由心理完形能力营构的“触觉意象”，将人类的心智外射到未触及的对象之中，以达到和直接触觉相近或相似的行为结果。虽然巫布偶的触觉传感在现代理性的朗照下，其触觉效力已经失去了可信性，但是借助触觉意象实现跨时空传感的心理能力，却在悄然之中形成了人的心理范式。在长期的历史发展中，触觉意象成为种种“集体无意识”，作为一种“原型”——原始意象(primordial images)——触觉意象“使知觉与领悟进入一种特定的人类范型”[7]。在这种范型中，人类通过触觉的意向性建构，使世界在触觉意象中呈现并展开。世界是在人的触觉意向性活动中展开，而描述世界的“语言”是“人类存在的家园”，语言文字媒介的触觉意象仍在发生着触觉传感的效力。比如，“中国文学在时间上惯于感吟黄昏，在空间上乐于歌咏月亮，古典诗人对石头、钟声、森林、细雨、柴门、古船、灯烛等意象，吟咏不辍，情有独钟，这些意象是中国古典文学的‘经典意象’”[8]，这些意象是视觉的、听觉的，但是，石、木、水、光的材质、甚至明月的清寒、钟声的清远都更多地显示出触觉的特征。以月为例，月亮“清”、“寒”的触觉意象已经积淀为中国人的集体无意识，冷月无声、月印万川，永恒是触觉的；“清辉玉臂寒”(杜甫《月夜》)，思念是触觉的；“抱明月而长终”，人格追求是触觉的；甚至寂寞也是触觉的，“夜吟应觉月光寒”……一代一代人之间传达着自然的永恒、人格的高洁、审美的情衷，成为中国人感知世界的触觉符号。
与身体渐行渐远的触觉，在心灵的场域中却摇曳生姿，鲜活而生动。这是心理完形能力的自主建构。
(二)影像触觉传感技术：基于视触觉的触觉仿像与感官补偿建构
触觉意象的非实在形态，暴露出其无实存依凭的虚无感，而这一点，古老的图像技术一直在作补偿。通过色彩、笔触、光影的再现与模仿，协同心理的意向建构，使触觉意象呈现出空间化与直观化。特别是电子影像技术的发明，使图像的触觉意象更加直观化、切身化。美国学者马科斯指出，电影所创造的“光学影像”(吉尔·德勒兹)给人一种“触觉性视觉”，“触觉性影像激发一种具有引唤性的凝视，在这种凝视中，人们获得最终的触觉感官体验。”创造出“触觉可视性(Haptic Visuality)”的心理体验[9]。“触觉性视觉”即通过眼睛的感官补偿，通过视觉唤起触觉上的感受，造成触觉的真实感。观影过程中，眼睛就是手、就是皮肤，承担起触摸的任务，唤起受众对于触摸的经验和记忆。影像制造出一种涉身性、感官性的体验，便是“触觉的影像。”
电影技术的发展，可以看做是一场感官家族的约会，视觉、听觉、触觉等众感官风尘仆仆，在不同的时间经由不同的方位与路途，在影院团聚。继有声、彩色、3D电影对视听觉的逼真模拟之后，4D电影的贡献在于它再现了触觉。通过特效座椅，观众可以感受到影片中力觉的传递，比如震动、坠落、撞击等感觉，喷风装置可以使观众感觉到影片主人公长发拂面的肤觉感受、喷水装置可以在影片下雨的场景中感觉水滴在身的凉意。观众还可以通过“触觉夹克(haptics jacket)”，“通过信号，让电影观众感受焦虑和其他感受，使四肢产生紧张感，在胸腔产生脉冲，模拟心跳加速，让电影观众体验电影中的角色所体验到的情感反应。”①但是，当影院里的灯光渐渐亮起，观众从“梦境”回到现实：原来一切都是一场假象，不论是拂面的发丝还是角色的心跳，都不过是导演的游戏——一切都是预设的：到吹风时吹风，到淋雨时淋雨，观众只不过是一群被动的触觉接受者而已。
如果说电影是导演的游戏，那么电子游戏则将游戏还给了大众。游戏本是面对面的身体交互活动，虚拟互动游戏正是对这种实时的触觉交互的再现。通过手柄、方向盘、摇杆、力反馈器等设备，玩家获得了触觉交互的体验。穿上“3RDSpace”(TN Games公司)的游戏背心，“中弹”具有了位置、力量和方向，“中拳”具有了振动和“疼痛”……种种反馈虽然是预设的参数，但这已不仅仅是心灵的“震惊”，而且是身体实实在在的“战栗”，这就是沉浸式体验“触觉的仿像”。
(三)数字触觉传感技术：触觉的复归与虚拟触觉的仿真建构
对于人类来说，触觉影像的感官补偿仍然不过是一个权宜之计，真正意义上的触觉回归，是从触觉主体的手和皮肤的模拟开始的。20世纪60年代，现代生理学、生物学与电子技术结合，运用热电偶和电阻应变计，制作出起着模拟人类皮肤的温度感觉和压力感觉作用的电子皮肤，“各种流量、速度、震动等参数都可以用适当的电子装置测量，这样就构成了超过人的能力界限的一系列高级的机械式感觉器官”[10]。电子装置提供了比人的器官更为优越的人造感觉器官，这一线曙光迅速蔚为回归身体触觉交互的技术大观。以1962年托莫维奇和博尼的“灵巧手”为标志，这是世界上最早的运用压力传感器的触觉主体，此后，机器人触觉传感技术得到了深入的研究与开发，八九十年代在工业自动化、航天、海洋、军事、医疗、护理、服务、农林、采矿等专业领域得到应用和进一步开发。21世纪以来，医疗手术中的触觉传感技术得到运用，出现了可检测疾病组织的刚度，根据组织柔软度施加合适的力度，保证手术操作安全的触觉传感器，通过对机器人手的控制，感受病变部位的信息，进行封闭式手术的压电三维力触觉传感器等等。而德国科学家菲利普·迈特纳多佛日前开发出一种能让机器人产生多种感觉的“电子皮肤”这种“皮肤”不仅能够帮助机器人更好地适应周围的环境，也能使其获得实时的“自体感受”的触觉主体。
回到身体交互本身，触觉主体与触觉对象——人或物——进行无障碍交互，还要求消解横亘在主体与受体之间的技术媒介。这一欲求将触觉传感技术的研究转向了触觉对象。一方面将触觉对象转化为可触知的信息，另一方面使“物”成为能够接受触觉信息的对象。最早的实验是1993年，麻省理工学院的研究人员开发了一种名为“Phantom”的触觉界面装置。它为主体产生指尖与各种物体交互的感觉，给人们提供前所未有的精确的触觉激励。这种技术的革命性在于，把命令式人机交互变成了触觉式人机交互，这使得远程手术的医生可以“真实地”触碰到肌体组织，在视觉与力学的综合作用下遥操作指导康复训练，在内窥镜手术中，在获得触觉反馈的同时，还能够在屏幕上看到虚拟对象的变形、流血等现象。虚拟触觉仿真系统将触觉主体与触觉对象转化为触觉信息，使虚拟触觉交互成为可能，用户“不仅能看到屏幕上的物体，还能触摸和操控它们，产生更真实的沉浸感”[11]，从而创造了虚拟触觉(Haptics)。
三、虚拟触觉交互：生命跨时空“存在”的生存模式
真正意义的跨时空触觉交互，要借助于互联网技术。1993年，英国艺术家保罗·塞尔蒙创作了《远程通讯之梦》[12]，他用一个实时通讯视频装置连接了两个终端，两个终端分别是一个参与者和一张床，该参与者在床上与另一个终端的参与者高清晰度的图像——一种可能远隔千里，但又活生生的、非常亲近的图像——互动，参与者可以对“同床”的另一个参与者的动作做出实时反应，他们各自所发出的清晰的信息是如此的富有暗示性，这种“感知”的暧昧表达，使参与者对投射在被褥上的另一个身体的感觉和触摸产生了真实的体验。如果说这里实现的交互还只是触觉意象或触觉仿像，那么就在同一年，第一个连接到Internet上的Mercury允许使用者控制一台IBM机器人和CCD摄像机在充满沙子的工作空间中进行物品挖掘；一年后，西澳大利亚大学的Ken Taylor等连接到Internet的“ABB工业机器人”允许用户通过web浏览器控制机器人进行抓取和搬运；1998年6月，Puma Paint被联接到Internet上，任何使用者都可以通过网络控制一台“PUMA760机器人”在画架上作画；更值得一提的是2000年Paul G.Backes等建造的“WITS系统”[13]，它允许美国各地的NASA的专家们使用该系统进行火星探路者的任务规划与控制，同时，公众通过互联网也可以使用该系统进行虚拟操作。2002年10月29日，是互联网上的一个值得纪念的日子。这一天，美英两国的科学家向公众展示了他们发明的网络空间里的虚拟触觉感应技术，通过网络触觉感应装置，实验双方握住机械臂，可以直接感受到千里之外的人推、拉、颤动等动作，远隔千里的人们也可以进行“隔洋握手”了[14]。虽然传输“虚拟握手”试验数据的网络速度需要10mbps，比一般家庭使用的网络要快得多，但是人们可以跨越空间进行触觉意义上的交互。2003年纽约布法罗大学虚拟现实实验室主任Caesar Wadas发明的“触觉传感装置”、2008年发明的基于互联网的“远程搭脉和遥触诊系统”[15]等等，这些装置创造了无须在场就可以“实时”接触远方对象的机会。虚拟触觉交互以互动性的经验取代被动经验，“这种感知活动已经脱离了身体而转化为一种可控制的能量信息”[16]，Internet使人类自身真实的力实现了空间的跃迁，同时触觉的交互不再是心灵的意向性建构和视触觉的仿像，而是实在的生命活动。
触觉技术的发展不仅使人的触觉得到了延伸，而且使“物”有了丰满的触觉，“物”也成为生命存在。人—物相联、物—物相联，意味着拥有丰富触觉感性的交互活动将创造一种全新的生存方式、一个全新的生存世界。人类的生命力通过数字技术转化为一种能量信息，再由拥有力、触觉交互技术的传感器输入到网络空间中，人以“拟在”的方式与虚拟环境中具有丰富触觉感性的“物”进行触觉交互，甚至可以通过“意念”来“亲手”操控机械仪器——身体不在场，触觉却仍然在场，生命仍然可以与世界相逢。显然，触觉传感技术参与构建的“自然”，将以一种人无意识地穿透的空间(触觉传感网络空间)取代人有意识地去探索的空间(自然空间)。在虚拟触觉交互的空间中，触觉传感技术氤氲为生存的背景，就像空气一样——我们感觉不到它的存在，但它又无处不在。世界成为一个触觉交互过程中生长发育的有机体，它构建出一个前所未有、生机蓬勃的社会形态和生活世界，在此，生命可以“无觉”、“无思”、“无待”地跨时空存在。
注释：
①http://news.dili360.com/dlsk/dlzh/2009/03269055.shtml