触觉 · 嗅觉 · 味觉 · 本体感知 – 跨越感官多模态交互系列六（完结篇）

“Don’t design things. Design behaviors.”— 深泽直人

本篇知识点概括：

1. 触觉与体感能力（Somatosensory or Tactile Abilities）

– 触觉的人机交互因素与范围

– 触觉交互界面（触觉、本体感觉和前庭）

2. 嗅觉能力（Olfactory Ability）

– 嗅觉的人机交互因素与范围

– 嗅觉交互界面

3. 味觉能力（Gustatory Ability）

– 味觉的人机交互因素与范围

– 味觉交互界面

4. 第“六”种感官

5. 本体感觉和前庭系统

01 触觉

触觉与体感能力（Somatosensory or Tactile Abilities）

触觉，也就是我们的体感能力，包含了感知运动、物体、温度和疼痛等。我们的神经末梢对这些都非常敏感，能够感应到物体的边缘、光线、水分、温度，甚至像薄荷或辣椒油这样的化学物质。这些神经末梢不仅遍布皮肤，还存在于肌肉、关节、器官和骨骼表面，通常需要与物体直接或近距离接触才能感知。同时，空气、水等媒介也能传递这些刺激。比如说，我们感知温度并不是因为远处的温度变化，而是温度逐渐靠近我们。通过运动和摩擦，我们也能辨别很多触觉信息：比如用手触摸物体来感受它的质地，或让物体像丝瓜络一样在皮肤上移动。

正如科学作家John M. Henshaw在《感官之旅》一书中提到的，“触觉灵敏度可以通过测量两个刺激点之间需要的最小距离来识别它们是否为不同点。”科学家们发现，我们指尖的触觉灵敏度特别高，能感觉到比大分子更小的凸起，这与触摸表面的类型有关。

研究表明，从一种触觉体验转变到另一种触觉体验，比起从视觉或听觉的感知模式转变到触觉模式更具挑战性。这种感官转换和我们身体的运动技能紧密相连。像抓握力这样的能力就依赖触觉，失去抓地力时我们还得判断物体表面是否太滑，这类判断在生活中大部分都是在无意识中进行的。触觉是我们最能适应的感官之一：我们能够很快准确地感知到各种触觉信息。

触觉的人机交互因素与范围

触觉感知的分辨率因身体而异。触摸在我们的嘴唇、舌头、手指、面部和生殖器上是有最高分辨率的，这些部位对细微变化的感知非常敏感，而其他部位（如背部或大腿）的分辨率较低。

触觉聚焦

触觉有多个维度（如温度、压力、振动等），人们可以有意识地专注于身体的某个区域或特定的感知体验。例如在运动后，肌肉的疼痛成为人们注意的焦点。

触觉反射

触觉觉反射与我们的运动反射密切相关。

• 起鸡皮疙瘩或因寒冷或强烈情绪而发抖
• 出汗
• 痛觉的撤退反射

触觉无障碍

触觉的感知能力和身体的运动功能之间有紧密的联系，例如手部的运动功能（抓握、触摸）与我们感知物体的触觉特征（温度、质地、压力等）密切相关。如果某个身体部位的运动功能受限（比如手部麻痹），那么我们就可能无法正常感知或响应触觉刺激。因此，触觉的辅助功能往往需要与运动功能一起考虑，以便提供更好的支持和适应。

触觉其他能力

疼痛是与触觉密切相关但不完全相同的感觉，它通常在身体遭遇极端情况时才会被触发。痛觉受体（ Nociceptors）是与其他触摸感受器大致相同的细胞类型。而瘙痒是一种特殊的感觉，通常与痛觉有关，可以引发抓挠的欲望。

触觉交互界面（触觉、本体感觉和前庭）

触觉这个词描述了我们对触摸的感知，它包括触觉感知、本体感觉（知道自己身体位置和运动）和前庭系统（与平衡相关的感觉）。本体感觉和前庭系统后面会详细介绍。

实际上，大多数我们使用的界面（无论是计算机界面还是机械产品）都是触觉式的，这其实不难理解，因为我们的手拥有最强的感官和运动能力，它们是我们与物体和环境互动的主要工具。在很多情况下，本体感觉占主导地位，触觉和前庭系统起到辅助作用。而这些感官与视觉结合起来，形成了手眼协调，这是我们最常见的直接物理交互方式。

触摸屏、鼠标和键盘是典型的触觉界面，扳手、画笔、刀具等工具也是。虚拟现实（VR）技术的发明者 Jaron Lanier 曾经提到，触觉不仅仅是触摸的感觉，它还包括我们如何感知自己的身体、运动，以及与外部环境的互动。让人惊讶的是，触觉的定义其实并不那么简单，因为我们对身体如何感知自身和世界的运作方式，仍然存在很多不解之谜。简单来说，触觉包括我们对物体的温度、粗糙度、柔软度、尖锐度等的感觉，也包括我们感知到脚趾受伤或抬起重物时的感觉。这就是你感受到的一个吻，腿上坐着的猫，光滑的床单，或者沙漠中不平的道路。触觉不仅是性爱的愉悦、疾病带来的痛苦，也包括暴力带来的感受。

在计算技术领域，游戏设计师通常是推动触觉界面创新的先驱。因为游戏设计需要创造身临其境的体验，把玩家完全带入虚拟世界，打破现实与虚拟的界限。对于完全沉浸式体验的追求，也推动了虚拟现实领域的进展。一些早期的游戏控制器像枪一样，模拟射击体验。任天堂 Wii 和 XBox Kinect 技术则是触觉技术的重大突破。它们使用传感器将玩家的动作转化为控制信号，让玩家的动作变得更自然真实。

Wii 和 Kinect 让触觉技术有了飞跃性发展，玩家挥动控制器的动作可以像打网球、棒球，甚至投保龄球一样真实。XBox Kinect 更是通过摄像头跟踪玩家的身体位置和动作，创造了基于手势的交互方式。尽管这一技术取得了很大的进展，但也遇到了一些问题，因为人类的手指和面部动作比整个手臂的运动更加精细，这让玩家在执行精确手势时感到困难。目前，XBox 和 Nintendo Wii 的传感器技术已被广泛应用到自动化和消费技术领域。

早期的触觉反馈技术，通常被称为“电传操控”，包括将伺服机构加到船舶和汽车方向盘上，以及飞机的控制杆和太空探测器中。在动力转向技术出现之前，船舶的方向舵是通过船长直接控制的，方向舵与水流接触，形成一个反馈回路，让船长能够感受到水的阻力，从而做出调整。这和飞机的控制杆和机翼襟翼一样，它们与气流互动，提供反馈。动力转向虽然增强了转向的力度，但也消除了这种环境反馈，降低了转向的精确度。因此，模拟这种环境反馈可以提升控制的灵敏度。

风速和阻力是影响飞机机身的力，通常不会通过触摸来体验。将它们作为触觉反馈整合到方向轭中可以更轻松地驾驶。

现在各类智能座舱一直在试图 ‘去手动’操作，这也许不一定是最优的方式，很多时候结合触觉的硬按键可能才是最符合驾驶场景的交互体验。

02 嗅觉

嗅觉能力（Olfactory Ability）

我们感知周围环境的化学成分的能力，其实早在进化链的早期就出现了。尽管很难准确追溯第一次出现的时间，但即使是细菌也能感知周围的化学物质。

嗅觉在所有感官中直接与大脑联系，信息不经过丘脑的处理，而是直接进入嗅球，这也使得嗅觉在大脑中占有特殊地位。虽然科学界对嗅觉的具体机制仍有争议，但普遍认为我们的鼻子有大约350种不同类型的气味感受器，每种感受器可以检测约30种不同的气味。为了让气味被识别，气味分子必须与这些感受器结合。

尽管嗅觉在现代生活中被其他感官（如视觉和听觉）所取代，但它依然与我们过去的生存和经历紧密相关，这也是嗅觉如此重要的原因之一。嗅觉不仅能强烈影响我们的情绪，还与长期记忆、幸福感和对地方的认同感有着深刻的联系。

相比之下，声音和视觉通常需要更多的刺激才能让我们感到恶心，通常是通过象征意义或感官之间的不协调来引发这种反应。而气味则能迅速让我们产生恶心感，比如臭鸡蛋、呕吐物或排泄物的气味。嗅觉还与饥饿、性唤起以及我们对身体亲密关系的舒适或不适感密切相关。

嗅觉的人机交互因素与范围

气味需要空气中存在一种化学物质，我们可以通过鼻子吸入。

嗅觉交互界面

电影制片人约翰·沃特斯曾尝试为他的电影《聚酯》加入标有“Odorama”的刮刮卡，让观众在观看时闻到特定气味。不过，这个创意并没有引起太多的关注。

虽然气味并没有被广泛应用于界面设计，但它在服务设计和品牌营销中却变得越来越流行。例如，像Krispy Kreme和Subway这样的公司会在营业时间内烘烤食物，散发出诱人的气味，吸引顾客进店。零售和酒店行业也开始使用专门的品牌香氛来塑造品牌形象，并创造积极的客户体验。有一项实验发现，当巧克力香味贴在自动售货机外面时，Hershey产品的销量翻倍。早晨地铁外飘着面包香的烘焙店也确实有更大的人流量。

03 味觉

味觉能力（Gustatory Ability）

我们一直认为味觉只有四种基本元素：咸、甜、酸和苦。但其实，科学家们又发现了第五种味觉——鲜味，这种味道与咸味有点相似。通过这五种基本味觉，我们可以了解到，单一的感官往往不能完全决定我们的体验。举个例子，想象一下一个成熟的木瓜、炸鸡三明治，或者一碗热气腾腾的洋葱汤，上面融化着微微焦化的格鲁耶尔奶酪。

这些食物的美味并不单纯来自味觉，它们的复杂性是由味觉、嗅觉、触觉（质地感受）和其他一些感官共同作用的结果，例如饥饿感。所有这些感官一起创造了我们所谓的“味道”体验。

我们的舌头上有味蕾，它们对化学刺激做出反应。与大家普遍认为的不同，味蕾并不是按照味觉类型分布在舌头的特定区域，而是均匀分布在舌头的各个部分。味觉和嗅觉这两种感官非常紧密地协作，它们一起帮助我们感知食物的味道。嗅觉主要通过检测空气中的气味分子来工作，而味觉则专门负责感知我们放进嘴里的食物。味觉的主要作用是让我们享受食物的美味和快乐。

味觉的人机交互因素与范围

大多数与味觉相关的体验都跟食物的吃法或制作过程有关，目的是让吃东西变得更愉快，或者让像药物、维生素这种不太好吃的东西，吃起来不那么难受。

目前没看到有专门围绕味觉设计的界面，虽然有一个叫“ingestibles”的新产品类别，它是基于物联网（IoT）技术的设备，但这些设备主要关注的是人体肠道信息，而不是味觉体验。还没有关注到有专注于味觉或我们消化系统反应的交互界面，更多的还是围绕饮食体验的设计。（PS：未来有机会可以聊一聊有哪些有趣的食物设计）

Ingestibles：一种能够无创监测炎症、微生物群活动、营养吸收和其他肠道健康生物标志物的智能药丸是 “肠道健康可食用物” 计划的成果。

04 第六种感官

第“六”种感官

除了我们熟知的五种感官外，还有其他一些感官帮助我们感知世界。比如，我们有时间感，帮助我们理解时间的流逝；有平衡感，帮助我们保持站立和走路的稳定；本体感觉，让我们知道自己在空间中的位置和运动状态。同时我们还会感知与周围物体或人的接近程度。这些感官一起帮助我们更好地与物理世界互动。另外，我们体内还有一些专门的感官，负责监测内部的状态，比如饥饿、饱腹感、肌肉酸痛和体温等。虽然这些感官往往不被我们特别注意，但它们非常重要。例如，如果我们失去平衡感，基本上就无法正常行动了。

时间和节奏

虽然我们常说“感觉时间”，但实际上时间感并不像其他感官那样有明显的刺激源或特定的传感器。将时间流逝的感知视为一种特殊的感觉，可能有助于我们理解它。像其他感官一样，时间感是由多个部分共同作用的结果。

时间感与节奏感紧密相关，节奏感是感知时间的一种重复模式。时间感非常重要，它帮助我们预测未来的事件，完成需要多个步骤协作的任务，并在走路或做其他活动时保持节奏。例如，我们可以设定个人的慢跑节奏，也能感知和适应更长时间的周期，比如一天的昼夜节律。此外，时间感也帮助我们在对话中保持节奏，例如在交替发言时。我们这个物种总是与节奏和声音互动，这对我们体验生活至关重要。正如作曲家伊戈尔·斯特拉文斯基所说，“音乐是我们消化时间的最佳方式。”

此外，鸡尾酒会效应（即在嘈杂环境中专心听到一个特定声音）也与节奏有关。研究表明，节奏帮助我们根据熟悉的语音节奏来预测单词。在这种效应中，时间感可能还帮助我们辨别声音的来源，例如判断是哪只耳朵先听到声音。

05 本体感觉和前庭系统

本体感觉是我们最自动的感官之一，也是我们意识最差的感官之一。它是一种内在的感觉，让我们感知身体和部位的位置、关节位置以及我们在体力任务中花费了多少努力。它由肌肉、肌腱和关节中的本体感受器提供信息。它还告诉我们在空间中的位置。

耳朵不仅负责听觉。它还包含耳蜗，它监测我们的方向、指导平衡和运动。该系统在视力中起着强大的支持作用，因为作为前庭眼反射的一部分，它将头部的运动与补偿性的眼球运动同步，以保持清晰的图像。它还与其他系统协调，甚至是呼吸和循环等系统，这些系统会始终根据身体位置进行调整。

总结

世界由各种物质和能量构成，而我们的感官系统则是经过漫长进化，发展出了一种独特的方式来感知这些元素。每种感官都承担着特定的角色，尽管它们各自存在一定的局限性——这些局限性甚至可以追溯到它们的进化根源——但它们已经进化成能够协同工作，共同应对日益复杂的需求。我们对世界的感知，往往并非依赖单一感官，而是多种感官之间相互作用的综合结果，这一现象被称为“模态”。为了设计出既符合直觉又让用户得心应手的多模态交互界面，我们必须深入了解每种感官的独特能力、局限性、特点以及用户的需求和期望。

跨越感官多模态交互系列也就此完结了，跨越两个多月完成了跨越感官系列的更新，也认识了很多对多模态交互感兴趣的读者朋友，期待未来有更多的交流！

接下来会继续更新一些感兴趣的主题，敬请期待～

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