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，遠程交流會導致孤獨感和社會孤立感的增加，并對身心健康產生重大影響。社交距離的需要加劇了這一問題，并進一步強調了高表現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備來復制社交觸覺的方法，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，大多數社交觸覺設備都專注于復制單一形式的社交觸覺，如握手和擁抱等等。

　　另外，所述設備中的大多數都利用通常為簡單描述而優化的手動生成信號，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備都依賴于傳感和驅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，南加州大學和Meta的研究人員表示基于數據驅動的稀疏皮膚刺激可以傳達豐富的社交接觸信息。

　　團隊的方法并非關注專門的硬件，而是通過使用數據驅動的方法來利用記錄的人類社交觸摸數據，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動設備發出復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。一些設備僅限于將觸覺刺激(如振動、加熱或壓力)應用于皮膚的局部區域。其他設備則是沿著皮膚連續移動，在皮膚范圍內的任何地方施加刺激。

　　研究人員將重點放在其定義的“稀疏”設備之上。所述設備將觸覺刺激應用于皮膚的多個單獨局部區域。之所以關注稀疏設備，是因為它們的機械復雜度低于連續設備，但又比僅對單個局部皮膚區域施加刺激更具表現力。

　　論文探討了在給定適當處理的情況下，是否可以使用稀疏驅動來表示社交觸摸數據。團隊開發了一種一致的、可推廣的、數據驅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追蹤技術找到可能代表持續或高壓觸摸交互的數據，然后找到最佳區域進行渲染。

　　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致動器陣列產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生人工的接觸信號，團隊收集了一個自然的社交接觸數據集。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據集后，研究人員開發了一種算法來將記錄的觸摸數據映射到可以在觸覺設備上呈現的信號。所述算法假設觸覺設備由一組用于呈現觸摸信息的致動器組成，并且致動器的數量小于傳感器的數量。因此，團隊通過數據尋找一致的高壓軌跡，將傳感器數據降低到致動器的維度，并使用致動器陣列呈現所述軌跡的選擇。

　　總的來說，研究分兩個階段進行。在第一階段，團隊創建了一個新的社交接觸數據集。所述數據集涉及到人人交互場景，不給出人類應該使用哪些手勢的指示，并且直接記錄了力數據。在相關研究中，則通過定義的手勢來記錄人類的社交接觸互動。所述數據涉及簡單的手勢，并明確指示用戶如何執行每個手勢。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用于社交觸摸數據集中的實例，并檢查一組新的被試是否可以使用感覺來確定數據來自的場景。研究人員發現，被試在6個場景中的準確率為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。

　　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。在沒有訓練的情況下，被試實現了高場景分類準確率：分類準確率達到45%。研究表明，戀愛關系中的個體比成對的陌生人更能準確地辨別情感，因此，伴侶發出的信號可能會達到更高的準確度。

　　研究結果表明，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模式比對感激、快樂和平靜的反應模式具有更高的系數。

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