觸覺反饋的痛點(diǎn)，竟是如此解決

觸覺反饋這種交互方式自普及以來，已經(jīng)衍生出了不少應(yīng)用場(chǎng)景，被智能手機(jī)徹底帶火后，又在VR/AR上尋得新的機(jī)遇。無論是ERM、LRA還是壓電，都離不開關(guān)鍵的IC，觸覺傳感器。那么如今我們追求的觸覺反饋體驗(yàn)中，除了觸覺驅(qū)動(dòng)器要求性能好，其實(shí)還存在著不少痛點(diǎn)，比如觸控反饋的引入增加了耗電，或是缺乏真正的高質(zhì)量體驗(yàn)等。這些痛點(diǎn)其實(shí)在觸覺驅(qū)動(dòng)器廠商的產(chǎn)品中也可以看出來，他們也想要竭力解決這些問題。

多低的功耗才算低

Dialog的DA728x系列為L(zhǎng)RA和ERM的觸覺驅(qū)動(dòng)器，共有DA7280、DA7281和DA7282三款產(chǎn)品，主打的都是低功耗和高分辨率，但定位又有所不同。三款產(chǎn)品都支持25Hz到1kHz的寬帶LRA頻率范圍，諧振頻率追蹤最高到300Hz，加上0.75ms的喚醒延遲，其性能足以用于手機(jī)、筆記本、汽車和工業(yè)領(lǐng)域的觸覺反饋應(yīng)用。而DA7281有多個(gè)I2C地址，如此一來在同一系統(tǒng)可以用到多個(gè)（4個(gè)）DA7281設(shè)備。

DA7280 / Dialog

至于Dialog的DA7282則是主打超低功耗、高帶寬的觸覺驅(qū)動(dòng)器。與同系列的DA7280與DA7281不同的是，DA7282支持進(jìn)入完全待機(jī)模式，將待機(jī)電流降低至極限的5nA，即便是在閑置狀態(tài)下，待機(jī)電流也只有0.68μA。

這與普遍μA級(jí)待機(jī)電流的觸覺驅(qū)動(dòng)器相比可以說小了數(shù)十倍，對(duì)小電池驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)來說可謂至關(guān)重要。為了減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，DA7282集成的波形內(nèi)存能讓其預(yù)載觸覺序列，此外也可以通過I2C或PWM信號(hào)這樣的外部來源輸入。

音頻轉(zhuǎn)觸覺

如今手機(jī)上的振動(dòng)可能是我們?nèi)粘Ｉ钪懈惺茏疃嘁沧铑l繁的觸覺反饋，不少手機(jī)廠商在宣傳時(shí)也會(huì)鼓吹自己用到的線性馬達(dá)。不過，去年谷歌自家推出的機(jī)器Pixel6和Pixel6 Pro機(jī)型多了個(gè)相當(dāng)值得注意的特性，那就是在自帶的安卓12正式版中卻引入了所謂的“音頻耦合觸覺效果”，將實(shí)時(shí)的音頻轉(zhuǎn)化為觸覺效果，從而提高觸覺反饋的質(zhì)量，用戶還可以更精細(xì)地控制振動(dòng)的頻率和振幅。

而之所以能做到如此精確的觸覺反饋控制，原因有二。一是谷歌在安卓12中引入的全新觸覺API和觸覺生成器（HapticGenerator），后者作為一個(gè)音頻后處理器，可以通過聲道生成觸覺數(shù)據(jù)。第二，這一功能也必須要硬件的支持，從一些拆解視頻中可以看出，谷歌在Pixel6系列中就用到了CirrusLogic的CS40L25，這款I(lǐng)C就支持audio-2-haptics，也就是所謂的音頻轉(zhuǎn)觸覺功能。

CS40L26 / CirrusLogic

CirrusLogic也推出了支持無感速率控制的CS40L26系列觸覺驅(qū)動(dòng)IC，該系列集成了DSP和D類數(shù)字升壓轉(zhuǎn)換器，也提供了對(duì)安卓12的完全兼容。在130MHz可編程DSP的支持下，CS40L26可對(duì)LRA馬達(dá)提供先進(jìn)閉環(huán)控制，可以提供實(shí)時(shí)制動(dòng)、LRA一致加速度以及振動(dòng)模式生成等功能。而無感速率控制不僅可以做到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)適應(yīng)LRA，優(yōu)化了需要連續(xù)觸覺反饋的應(yīng)用，還增加了LRA較為弱勢(shì)的帶寬。

觸覺反饋的一些思考

Dialog的DA7282將待機(jī)功耗做到了極致，甚至比壓電驅(qū)動(dòng)器都來得低，可以充分利用LRA在喚醒時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)，在再加上可選的WLCSP-12和QFN-12兩種封裝方式，DA7282可以說是為智能穿戴這樣的應(yīng)用而生的一款產(chǎn)品了。至于CirrusLogic的觸覺驅(qū)動(dòng)器則加入了音頻串行端口的支持，對(duì)于安卓手機(jī)陣容來說可以說是觸控體驗(yàn)提升的一大利器，也希望未來會(huì)有更多廠商的觸覺驅(qū)動(dòng)器能引入類似的設(shè)計(jì)。

其實(shí)對(duì)于多數(shù)觸覺反饋方案來說，重要的不僅僅是觸覺驅(qū)動(dòng)器一環(huán)，還需要控制方案的調(diào)校。畢竟如今所謂的高質(zhì)量觸覺反饋，比的并不是誰的振動(dòng)幅度更大，而是拼的“智能”和“自適應(yīng)”。這一點(diǎn)游戲主機(jī)硬件廠商明顯走的更遠(yuǎn)一點(diǎn)，從微軟Xbox手柄的扳機(jī)振動(dòng)，到任天堂SwitchJoy-Con的HD振動(dòng)，再到索尼PS5手柄更加細(xì)膩的自適應(yīng)振動(dòng)，無一不是對(duì)觸覺反饋的一次又一次升級(jí)。

固然，我們可以將這些歸結(jié)于馬達(dá)的大小，或是音圈馬達(dá)的利用，但就像從立體聲到多聲道音頻的過渡一樣，多維度的觸覺反饋才能獲得最佳的體驗(yàn)，這也是為何主機(jī)硬件廠商會(huì)從多種外設(shè)上下手的原因。而手機(jī)或智能手表作為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)作的設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)振動(dòng)效果上難免會(huì)受到體積、傳感器等諸多限制，而選用一些通用的觸覺反饋方案，這也無可厚非。畢竟手機(jī)本身的屬性之一就是通用性，要讓系統(tǒng)、軟件均適配滑動(dòng)、觸摸等操作之外的觸覺反饋顯然更加困難。也正因如此，如何在手機(jī)實(shí)現(xiàn)多維度的觸覺反饋就必須另辟蹊徑，像以上提到了音頻轉(zhuǎn)振動(dòng)就是一個(gè)很好的例子。

現(xiàn)在不是什么都要牽扯到“元宇宙”嘛，觸覺反饋的發(fā)展也不例外，未來觸覺反饋很可能會(huì)發(fā)展為無需物理交互的觸控，而是通過刺激神經(jīng)的電信號(hào)來模擬這一過程。不過目前這種所謂的“超模態(tài)觸控”還處于比較早期的實(shí)驗(yàn)階段，大部分也是用于醫(yī)療場(chǎng)景，且多半為侵入性技術(shù)。誰知道呢？也許未來腦機(jī)接口的發(fā)展，會(huì)帶來更加高質(zhì)量的觸控體驗(yàn)。