2025年世博会（以下简称“大阪关西世博会”）于4月13日开幕。作为黄金合作伙伴赞助商，村田制作所（以下简称“村田”）为宫田裕昭策划的“共生”主题馆提供了融合电子元件技术专长的设备，创造出全新形式的体验价值。
其中备受瞩目的“echorb奇幻石”装置，通过振动技术在使用者大脑中营造出被牵引的错觉。为深入了解该装置采用的独特3DHaptics技术细节，我们专访了开发团队。
回响石通过振动共鸣体验引发惊叹与奇观
五月某日，在黄金合作伙伴村田制作所赞助的Better Co-Being标志性展馆内，参观者与搭载村田尖端技术的回响石互动时，阵阵惊呼声不绝于耳。
echorb通过特殊振动在使用者大脑中制造被牵引的错觉。当游客握住这款曲线柔美的装置时，其振动会让人感觉手臂正被前后左右牵引。更妙的是，当游客站在展馆艺术品前时，echorb会与作品同步振动，在展馆各处创造出共振体验。
回响石的振动让参观者能与展馆内的艺术品产生共鸣体验。
这些回响石奇石所采用的技术名为“3DHaptics”。村田还运用毫米波雷达传感器和负载传感器测量参观者的心跳，并通过低频天线检测展馆内回响石的位置。
本文将首先聚焦3DHaptics技术，继而介绍村田集团旗下研发该技术的MIRAISENS公司，最后探讨触觉技术的未来发展潜力。
上图列出了echorb Wonder Stones所采用的技术。低频天线和致动器由村田制作所制造。echorb Wonder Stones配备了多种定制电子元件。
认识MIRAISENS——这家企业开发的3DHaptics技术通过振动在人脑中创造触觉幻象
据MIRAISENS联合创始人Natsuo Koda介绍：“3DHaptics是一项显著拓展人类感官并开辟新领域的技术。”
MIRAISENS成立于2014年，是产业技术综合研究所（AIST）创立的首家初创企业。公司创立的契机源于索尼木原研究中心退休人员Koda与AIST从事3DHaptics技术研究的中村典夫博士的相遇。
这项3DHaptics技术的核心在于能够再现被拉扯的力感、硬软的压力感，以及与触物感知相连的触觉。科田博士洞察到该技术的巨大潜力，遂与中村博士共同创立MIRAISENS。
这项技术如何再现多样触觉与力感？“错觉”是解释此现象的关键。古田解释道：“例如视觉错觉中，实际笔直的线条会呈现弯曲状态。换言之，错觉正是利用大脑的运作机制，使人体验到不可能存在的现象。”
他进一步强调：“MIRAISENS技术的独特之处在于通过振动在大脑中制造错觉。运用这项技术，我们能够突破物理限制，创造全新的体验。”
例如，传统游戏手柄通过微弱震动传递赛车游戏中车辆的行驶路况。而MIRAISENS技术则通过震动再现更丰富的感知表达，如被拉扯感、阻力感和颠簸感，从而提供更逼真的体验。
2019年，村田制作所宣布MIRAISENS将加入村田集团。回顾当时情况，Koda回忆道：“我深知仅靠振动算法无法推动MIRAISENS迈向新阶段。”他意识到公司需要研发能产生精准振动的执行器部件，才能准确营造此类感官错觉。因此他们决定与综合电子元件制造商村田合作。
与村田的合作使MIRAISENS终于获得了梦寐以求的驱动器。古田解释道：“村田并未因我们加入集团就解散MIRAISENS，这让我感到欣慰。他们调整了内部制度等，让我们得以保持初创企业的节奏。我们既能发挥大企业的资金优势，又能保持初创企业的敏捷性。”
这种速度感与技术专长被应用于大阪关西世博会上echorb奇幻石的开发。
在“仅用六个月而非两三年”的时间内，开发出此前不存在的便携式3DHaptics设备
MIRAISENS于2023年4月被特别选定参与该项目。在策划村田制作所赞助的大阪关西世博会“Better Co-Being”主题展馆时，村田萌生了开发融合3D触觉技术的石状设备的构想。此前MIRAISENS仅研发过连接电脑的3D触觉设备，而这款独立运行的便携设备实属首创，其开发路径尚属未知领域。
MIRAISENS的加贺山健二负责开发了3DHaptics技术核心的振动执行器，他回忆道："我们仅用约六个月就完成了通常需要两到三年的工作。村田制作所一直从事致动器业务，我认为正是凭借村田作为综合电子元件制造商的专业知识，以及包括MIRAISENS在内的所有参与者的整体能力，我们才得以实现这一目标。"
该团队开发了一种独特的致动器，能够输出两个方向的振动。
传统致动器仅能沿单轴（即单向）输出，而该装置可实现双轴协同输出。
这种设计既能模拟用户被向前/向后、向左/向右或任意方向牵引的复杂错觉，又能提供触觉与力反馈所需的超高精度振动强度和响应速度。
MIRAISENS开发了一种独特的致动器，能够输出双向振动。
然而仅凭致动器本身无法为大量游客营造沉浸感。为了充分发挥致动器的效果，还需要软件控制技术以及echorb设计方面的硬件创新。
据负责软件开发的喜藤启人透露，在大阪关西世博会开幕前一年左右的2024年3月，世博工作人员试用echorb时反馈：“触感较弱，几乎感受不到被牵引的真实感。” 为解决震动感知问题，团队秉持“至少拥有有效的幻觉生成算法”理念，每月邀请从未接触过3DHaptics技术的人员进行反复测试。
团队还以巧思攻克硬件难题。他们在优化致动器布局的同时，克服了减轻石块重量、缩减厚度以更直接传递震动的技术挑战。例如通过在石板钻孔等反复试验，负责石块产品设计的原田弘之解释道：“通过逐克减重，最终找到了可行方案。”
凭借想象力的力量推动echorb的开发，旨在为游客带来欢乐
那么团队如何克服重重困难，按时为大阪关西世博会交付echorb？据Koda介绍：“所有成员都拥有非凡的想象力。尽管没有石材的详细规格，大家始终想象着能为游客带来的笑容。”
他补充道：“以往我们的工作重心是满足制造商的规格要求。但构想未来社会时，根本不存在所谓的'规格'。我们需要独立思考未来社会的模样，沉浸于一个规格尚未确定的世界中。”
参与奇幻石开发项目的团队成员
未来技术发展领域并非固定不变，将取决于创新理念
在大阪关西世博会上亲眼见证echorb的实际运作效果及参观者反馈后，MIRAISENS团队成员感慨道：“这让我重新认识到3DHaptics技术的非凡之处”，“得知所有人都能享受这项技术，我感到由衷欣喜”。
3DHaptics技术的潜在应用包括：通过游戏控制器创造更逼真的体验，以及将其融入盲杖为视障人士提供导航指引。
然而，Koda兴奋地解释道：“基于在大阪关西博览会的经验，我们希望探索更广泛的应用场景。人类通常对触觉感知不自知，但其实时刻与之亲密相伴。我们要借势当前的热潮，利用这股创意浪潮，在全新且未曾涉足的领域迎接新挑战。”
MIRAISENS的古田夏生正致力于应对广泛领域的挑战。
我们将持续关注MIRAISENS如何借助大阪关西博览会拓展新业务，其未来发展动向值得期待。