Page 90 - 《摩擦学学报》2021年第3期

第 3 期 唐玮, 等: 不同尖锐度纹理形状的摩擦触觉感知与表征研究 379

268和479；最大激活强度分别为10.34、10.11和14.62， 感受体所受应力更小，因此给人较小的尖锐感. 虽然
据此可知平角纹理激发的脑区大小和激活强度最大， 平角纹理的尖锐感最小，但是过大的黏着摩擦力会降
圆角的最小. 低舒适感，这与文献[32]指出的较大的黏着摩擦力会
根据图9和表2分别分析每种纹理激发的脑区信 引起皮肤的摩擦不舒适感增大是一致.

息可知，尖角纹理激发的激活体素群有两个，是分别 表 3 三种纹理试样的触感主观评分
Table 3 The score of sharpness，stickiness，
位于左、右脑的正激活，并且以左脑激活为主，涉及的
comfortableness of samples with different shapes
大脑脑区有中央前回、中央后回、缘上回和罗兰迪克
Sample shape Sharpness Stickiness Comfortableness
岛盖，涉及的大脑功能区为SI、SII和MI；圆角纹理激 Sharp 9.4±0.9 1.8±0.8 5±0.7
发的激活体素群只有1个位于左脑的正激活体素群， Round 6±1.7 4±2.5 8.2±0.8
Flat 3.4±2.3 5.8±1.1 4±1.2
涉及的大脑脑区包括中央前、后回和缘上回，涉及的

大脑功能区为SI、SII和MI；平角纹理激发的激活体素
尖角纹理的尖锐感最强，黏着感最弱，舒适感适
群有3个，左右脑区的正、负激活都有，以左脑激活为
中. 触摸过程中，由于接触面积小，因此接触表面的黏
主，涉及的大脑脑区较多，分别为中央前回、中央后
着摩擦力小，但是皮肤的局部形变增大，进而引起皮
回、缘上回、顶叶、楔前叶和中央旁小叶，涉及的大脑
肤形变摩擦和内部应力增大，因此给人小的黏着感以
功能区为SI、SII、MI和SSA.
及大的尖锐感. 尖锐感和黏着感都会引起不舒适，但
通过上述分析发现，感知不同纹理形状涉及的主
是通过对比触摸尖角纹理和平角纹理的舒适感评分
要大脑功能区为躯体感觉皮层，涉及的主要大脑脑区
可以看出，平角纹理引起的不舒适感要大于尖角纹
为中央前回和中央后回. 大脑的触感激活以左脑的正
理，该结果表明黏着感对于舒适感的影响大于尖锐感.
激活为主，但是感知平角纹理时出现了负激活现象.
触摸感知圆角纹理时，由于接触面积、摩擦力和
根据以往文献研究表明大脑如果产生了正激活，说明
皮肤内机械感受体所受应力的大小均适中，因此相对
该脑区在刺激过程中的BOLD信号大于无刺激时的静
于尖角试样引发的尖锐感和平角试样引发的黏着感，
息阶段下的BOLD信号，即大脑在该脑区产生的活动
圆角纹理的尖锐感和黏着感适中，所以作为综合触感
反应比正常活动下更为强烈；然而，大脑如果产生了
负激活，说明该脑区在静息阶段下的BOLD信号大于 参数的舒适感最好.
同时将舒适感与核磁共振数据结合可知，触摸过
在刺激过程中的BOLD信号，即大脑在该脑区的正常
活动受到抑制 [30-31] . 受试者在感知平角纹理形状过程 程中的不舒适感会引起激活脑区范围和强度的增大，
中，大脑的激活区不仅有正激活，还产生了负激活，说 甚至出现大脑活动的抑制现象，而较好的舒适感对应
明在感知平角纹理形状时，大脑的脑区不仅变得更加 的大脑脑区激活范围和强度都较小.

活跃，同时部分脑区也产生了抑制反应. 3 结论
通过试验结果还可以发现，感知纹理形状对左右
脑有不同程度的激活，但是都以左脑的激活为主，主 研究结果表明，摩擦学、fMRI、认知行为学方法的
要原因是试验过程中受试是使用右手进行触觉感知， 结合是研究材料表面纹理的摩擦触觉感知的有效手
左脑主要负责人体右侧躯体的体感和运动相关刺激， 段，接触摩擦力、主观评价、激活脑区面积和强度是表
符合对机械刺激的感受通常主要发生在对侧脑区的 征摩擦触觉感知的有效参数，主要结论如下：
原理. a. 黏着摩擦和形变摩擦构成了手指触摸不同纹

2.3 主观评价分析 理形貌表面的摩擦力，其中黏着摩擦所占比例较大.
表3为触摸三种纹理试样的触感主观评分结果. 触摸平角纹理的摩擦力最大，尖角纹理的摩擦力最小.
从结果可以看出，不同的纹理形状特征带给人的主观 b. 黏着感主要受接触面积和黏着摩擦力的影响；
触觉感受各不相同. 其中平角纹理的黏着感最强，尖 尖锐感主要受触觉感受体所受应力和形变摩擦的影
锐感最弱，舒适感最差. 在触摸过程中，相比其他两种 响；而舒适感受到表面摩擦机制和触觉感受体所受应
纹理表面，平角纹理与皮肤的接触面积最大，接触表 力综合影响，黏着感对于舒适感的影响大于尖锐感.
面间的粘附吸引力会增大黏着摩擦力，进而给人较大 平角纹理的黏着感最大，尖角纹理的尖锐感最强，圆
的黏着感；在同样的触摸压力下，皮肤的变形和内部 角纹理的舒适感最好.