031021浅谈触觉-韩 凯-第2章

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一点的触觉绝对阈限，可根据引起触觉的最弱的毛发来测定。毛发的直径可在显微镜下测得，因而可已用每平方毫米上的压力（每平方毫米克），或用毛发半径除压力来表示阈限。用这类方法测量人身体各个部位的触觉绝对感受性。发现头面部和手指的感受性最高，躯干和四肢的感受性较低。这和头面部与手在人们的生活、劳动中的重要作用是联系着的，这些部位在大脑皮质中央后回有着较大的投射区。　

　　触觉对空间特性的辨别首先在于它能区分刺激作用于身体的部位，这叫触觉定位，即对触觉刺激作用于皮肤的位置的确定。进行定位实验研究时，最简单的方法，是在排除视觉的条件下，实验者用一支碳笔，按压被测试者的一个皮肤点，作为参照点，要求被测试者用另一只碳笔点出刚刚被刺激过的那个点，作为反应点。参照点与反应点之间的距离就是定位误差，它表明触觉定位的准确程度。两点间的距离愈小，触觉定位就愈准确。实验结果表明，身体不同部位的触觉定位准确性是不一样的。也是头面部和手指的定位较精确。　

　　这类心理物理学方法的研究，主要目的是探索如何定量研究触觉感受性，揭示刺激的物理量与感受性心理量之间的关系。例如可将实验结果的数据绘制成二者关系的曲线图，为研究更为复杂的触觉模型奠定基础。　

　　以上所谈的两个研究方面，即从触觉过程的神经生理机制，和从心理物理学角度研究触觉刺激量与感受性的关系，都属于基础研究。所揭示的规律为进一步定量化研究更复杂的触知觉模型奠定了基础。这对现代高科技攻关，比如，智能机器人的研制是有价值的。智能机器人的水平标志着一个国家的科技水平。当然，这不仅是与心理学、生理学的研究有关，还有其他学科，如电子学、自动化、计算机、数学等等学科共同参与的。但是，研制智能机器人，最基本的是要赋予它人的智能，尤其是它的手，要具有人手的一些基本功能，其中模拟人的触摸觉功能，是它进行操作的最重要的功能，必须准确、灵活，用力合适。否则，就连基本的抓握能力都不行，用力轻了，物体会掉落，用力过重，会把物体捏碎。这就需要基础研究来搞清人手的触觉功能，将其电生理规律、心理物理学规律，通过定量化建立一定的模型，以提供研制机器人可能模拟的原型。此外，对触觉的神经生理学和心理物理学的研究，也还对医学临床诊断有意义。　

　　4．　触觉大小知觉、形状知觉的研究在工程技术中有实用意义，例如，在现代化生产中，有许多旋钮和操纵杆。为了减轻操作人员视觉的负担，改善操作，可以使旋钮和操纵杆的手柄具有不同的形状，利用触觉进行辨认。这就需要研究哪些形状容易被触觉准确地辨认，彼此难以混淆。这就需要研究触觉空间知觉功能的基础研究和应用研究相结合。在此，我举一个触觉形状知觉基础研究的例子，早在上个世纪六、七十年代，前苏联的心理学家就专门进行过这方面的实验研究。发现触觉形状知觉，在很大程度上依赖主动触觉来实现。被动触觉难以正确物体的完整形状。实验确定，在排除视觉的参与下，如果把木制的或金属的简单几何图形（三角形、菱形、五角形和四边形等），平放在被试验者手心中，使整个图形都能被手心所容纳，而图形和手心都保持固定不动，然后让被试者把他所知觉的图形画出来。发现被试者把各种不同图形都知觉为圆形，但他能指出图形接触皮肤的位置、面积大小、接触时间长短，也能反应一些图形的物理特性，如光滑与粗糙、冷热等。但这些特性却不能被综合为一个完整形象。分析其原因是由于物体静止放在手心上，手和物体都不动，会很快导致触觉适应（即刺激持续作用，使感受性降低），另一更为重要的原因，是这种情况下，图形轮廓同时作用于皮肤表面，轮廓各部分不能相继被感知，从而不能把握轮廓各个部分的相互关系。他们进一步实验时，变换为手静止不动，而把图形的边缘在被试者手指尖上移动一圈，由于客体的移动，就能让被试相继感知到轮廓的全部成分。就获得比前面所说的手、物都静止时较为正确的知觉图形。但是，这种条件下，被试所画出的图形往往是不封闭的。这是由于图形在手指上移动，被试主观上却没有一个计算起点，难于判断轮廓的起终点在哪儿重合。也就是说，轮廓的运动时间顺序和他们的空间位置不完全对应，没有转化为完整的空间结构。所以画出的图形都是不封闭的。　

　　在主动触觉实验中，让人用手主动触摸客体，就可以相当精确地反映客体的形状了。用单手触摸时，拇指起支柱、固定起点的作用，用食指中指进行触摸，另外的两指起平衡手部运动的作用。拇指对人手来讲是非常重要的。在双手触摸时，一只手起支柱和固定计算起点的作用，另一手（一般用优势手）相对于计算起点沿物体的轮廓触摸。研究中还让被试报告触摸过程，发现被试几乎都有触觉的“视觉化”现象，即常常把触觉信息转化成比较鲜明的视觉形象，出现在头脑中。这使触觉空间信息得以同丰富的视觉信息联系起来，得到更精细的加工，也可以说，触觉信息因而得到触觉道和视觉到的双重加工。这也正反映出人的不同感觉之间的相互作用，协同活动。这种类型的触觉基础研究和应用研究，在欧洲也有不少研究，像德国的劳动心理学方面，就有触觉在工程技术领域的应用研究。　

　　5．　触觉代替视觉的研究，这方面的研究是探讨如何用皮肤代替眼睛和耳朵的功能，造福于盲人和聋哑人。盲人无法进行像正常人一样地阅读和书写；聋哑人则不能利用有声语言。盲人的触觉比正常人更发达，人们长期以来就企图用皮肤来代偿眼睛和耳朵的功能，一直做着不懈的努力。随着现代科学技术的发展，这方面也不断取得进展。在此，举一个研究的实例——Bach等研制出的“触觉视觉代替系统”，设法用皮肤像眼睛那样自由地去看。这一系统由电视摄像机、转换器、监视器和振动器等构成。振动器包括400个微型振动器，它们安装在特殊椅子的后背上，排成20行，每行20个，构成20×20的方阵，每边长25厘米。实验时，被试坐在椅子上，背部紧靠椅背，自己使用电视摄像机，来获移动，摄取景物。摄像机的信号输入转换器，把物体的光能转换为电脉冲，通过振动刺激作用于被试背后。当亮的客体出现在暗的背景上时，视觉景物中亮度强度高的通过装换器可以启动振动刺激器，亮度强度低的则不启动。当暗的客体处于亮背景上时，情况相反。所以当摄像机镜头从对象的一部分移到另一部分时，对象的亮度强度的不同分布就由振荡器接触被试后背匹夫的序列分布再现出来。被试包括盲人和将眼睛遮住的正常人。在实验中，被试者几乎立即就能应用此系统辨认垂直和水平线条，并很快学会辨认简单几何图形。然后又让他们学习辨认物品、人的面孔、字母等，经过几十小时的练习，可以认出杯子、电话机等25种物品。随着训练的进行，被试报告还能在主观体验上改变刺激的定位，将刺激从背后移到摄像机正面的三度空间中来，似乎像真正“看”到一样。　

　　在这种实验中还发现，被试自己移动、控制摄像机特别重要，如果摄像机静止不动，则许多东西就辨认不出来。由别人来移动摄像机也没什么积极作用，让被试者自己操纵，就容易辨认物品。这个情况同用眼睛看东西时必须有眼动是非常类似的。他们的实验研究表明，利用皮肤可以成功地直接去“看”，尽管这种实验还是初步的，这种触觉代替视觉的神经机制也还不清楚，但学者们认为这种研究具有广阔的前景。有人曾尝试把类似的振动换能装置做成小型的，可随身携带的，让盲人尝试用它。　

　　总的来讲，目前对皮肤的感知功能的研究，与对视觉、听觉相比，还研究的比较少，许多问题尚不清楚。但它们愈来愈吸引研究者的注意。无论是基础研究还是应用研究都将会取得新的进展。