视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉这五种感觉，是人们认识外部世界的主要途径。失去其中任何一种，人类感知世界的能力无疑将要大打折扣。丰富多彩的生活离不开健全的感觉能力。也许正因为如此，日常语言中与感觉有关的生动比喻才比比皆是。例如，人们说敏感的人容易“多愁善感”；一段不愉快的经历令人“倒胃口”；深刻地理解某事，可以说“洞若观火”，如此等等。而今，日新月异的计算机技术正将人类的感觉带入一个全新的领域。随着先进技术逐渐溶入人的感觉，诸如使盲人通过计算机而“重见光明”这类事已不再是幻想。

一、触 觉

石井弘熙是麻省理工学院媒体实验室的副教授，他设计了一种能将计算机中大量的数字信息转变为人可触及的感觉装置。他说：这一想法来自于我童年时的一次难忘经历。两岁那年，当我第一次接触算盘时，算盘那宜人的纹理、光滑的感觉和移动珠子时的清脆响声，给我留下了深刻的印象。针对现在流行的计算机设计，他不无遗憾地说：“今天，人们似乎已经习惯了在廉价的塑料键盘上敲击。而我寻求的是一种能够通过触觉来控制数字信息的方法，从而化虚幻为真实，使枯燥乏味的数字化信息包含更多现实世界的生气”。如今，石井弘熙正带领麻省理工学院媒体实验室的一个研究小组，探索通过计算机实现人类有触觉交流的途径。

该小组的思路之一，就是采用所谓“力量回馈”技术而使身处异地的人通过计算机有感觉地互动。这种被称为“触感”（inTouch）计算机的研究模型包括两对连接于两台计算机之上的柱状木滚。当使用计算机的一方转动一套滚子时，计算机以完全相同的方式相应地转动并传给另一台计算机及其木滚。用这种方法，“触感”计算机系统能使交流双方“感受”对方。石井弘熙认为，他的目标不是要为使用者重新创造一种物理感觉——虽然这是可以做到的，而是要形成一种传递人际示意的现实方式。他说：创造一种身临其境感受事件的方式，有助于提高我们利用计算机把握世界的能力。这将使我们在自己所认为存在的世界里，更有效地交流！

除了麻省理工学院石井弘熙小组的研究之外，“人工智能研究所”的肯尼斯 · 索尔兹伯供和托马斯 · 马斯厄也于1993年发明了名为PHANTOM的触觉交流器。这是一种端部可连结在人的臂部的高技术套管，它能让使用者“感觉”到其计算机里的信息情况。马斯厄如今是“易感技术公司”（SensAble Technologies）的负责人兼首席科学家，他所创建的这家公司已向市场推出了PHANTOM产品。当你把手指插入这种触觉交流器时，你指尖的运动便会在计算机显示屏上重复。同时，由于这种计算机所形成的虚拟空间还包含了许多简单的几何图形，因此当你在虚拟空间里接触某个图形，比如，一个三角形的尖顶时，触觉交流器便会使你的手指有尖锐的感觉，这样就有助于你更真切地感受所接收到的信息。通过调整触觉交流器的压力和增加其不规则运动，人们甚至可以感觉计算机所形成的粗糙、光滑等质感。该技术已有了初步的商业运用：宾夕法尼亚医学院的外科医生已经开始使用这种装置来训练实习医生，让他们在感受细腻、娇嫩的人脑同时，进行手术练习。

当然，无论是石井弘熙的“触感”模型还是“易感技术公司”的触觉交流系统，它们都还停留在只能产生微弱压力和简单手感的水平之上，难以形成复杂多样的感觉。尽管如此，人们仍然十分看好这类装置。麻省理工学院计算机实验室主任迈克尔 · 德特尤斯预言，也许很快会出现一种他称为“体乐”（bodyo）的新型娱乐形式：穿上模拟现实的服装，借助其众多的微型传感器，我们就能在计算机上感觉一切，从粗糙的砂纸到“数字化的性”（digital sex）。正在兴起的“触觉”计算机也许将在明，联机触觉享受可能会比直接的皮肤接触更美妙！

二、嗅 觉

中世纪的医生擅长于根据病人的呼吸气味来判断病症，这种作法即使在今天看来也是有一定根据的。经验表明，某些病症的患者的确会发出一些特殊的气味，如肝病患者就带有明显的气息。正因为如此，苏格兰因弗内斯郡“高地精神病研究小组”的高级研究员道狄一直致力于将中世纪医生的这种诊断方法重新引人现代医学之中。不过，与以往单纯靠灵敏的鼻子不同，道狄所倚重的是先进的计算机技术。

过去几年间，市场上已出现了各种各样的原始电子鼻。它们大都由连接在高能计算机上的一系列电子化气味传感器组成，主要用于检查易燃、易爆品、分析血液中的酒精成分和在食品饮料行业充当质量控制器。不过对从小闻着吉尼斯黑啤酒长大的都柏林人道狄而言，这种原始的电子鼻实在是太不灵敏了。

道狄在计算机嗅觉研究方而做了许多开创性的工作，他的研究对于用计算机芯片重复人的嗅觉过程以及“训练”计算机芯片区别特定气味等方面具有重要意义。现在，市场上已经出现了一些小巧便宜、易于携带的气味诊断工具。道狄预言，也许在5年之内便可实现一些病症的“气味化诊断到那时，每位医生的办公室都将有一个电子鼻，人们可定期将信用卡大小般的卡插入电脑气味诊断器，以检查自己是否得了胃溃疡、糖尿病等。人们甚至可将气味识别芯片置入电话的送话器内，只要定期通过这种电话拨通具有气味诊断能力的电脑并与之通话，电脑便可根据接收到的气味进行分析、诊断。当然，能担此重任的电子彝比现在用于食品业的电子鼻应当灵敏的多，至少它们应当能在患者出现明显症状之前就可以检测出来并向患者预警。

然而要想使电脑气味诊断器有实用价值，就必须尽可能多地收集各种病症气味分子的详尽数据。但由于空气中存在着成千上万种气味分子及其组合，因而，要想搜集足够多的病人、病症气味并不是件容易的事。同时，人的鼻子也有许许多多个气味细胞，人类在得到自己鼻子气味细胞分布图的征途上也仍有漫长的道路要走。道狄承认：迄今为止，我们还不知道气味的编码，积累必要的数据仍然是一项长期艰巨的任务。但只要持之以恒，这一工作是能够完成的。而一旦有关疾病的关键气味分子被区别出来，电脑气味诊断器必将成为医生的有力助手。不过，人们疑惑的是，高技术的电子鼻能闻出玫瑰花的芬芳吗？

三、味 觉

如同嗅觉一样，味觉也让许多人觉得难以琢磨。事实上，这两种感觉非常相似，正如人们常说的那样：有滋有味。然而，人们对味觉的了解却大大落后于其他感觉。原因也许在于：人们似乎有些过分理所当然地认定舌头理当有此功能。可对密执安大学的牙科学和生理学教授罗伯特 · 布拉德雷而言，问题却没有如此简单。他对人的味觉和中央神经系统颇有研究，并设计出了世界上第一个装在舌头上的探测器。

研究表明，人的舌头就像遍布冲击坑的月球表面一样布满味蕾，数量大约有8000~10000个，每个味蕾包括50~70个化学味觉细胞。有趣的是，这些味觉细胞的寿命很短，其生命周期大约只有15天。布拉德雷教授设计的舌头探测器被称为“电子筛”（seive electrode），它是一块充满微孔、直径约4毫米的硅片，宛若一只筛子，每个微孔都可与计算机连接。研究人员在舌头味觉细胞与大脑相连的神经之间嵌入电子筛，这样，连接神经就通过电子筛上的微孔与味蕾联系在一起了。由此，便出现了一种新的计算机化了的味觉系统。布拉德雷教授发明这种看似没有太大实用价值的电子筛的目的，主要是为了研究味蕾细胞的老化和更新机制。他希望能够以此揭开大脑区别不同味道的机理之谜。他说：现在人们一般认为，大脑与舌头之间不是简单的单线联系，因而要研究产生味觉的机理，就应当同时记录多条神经的活动情况，电子筛正是进行这类研究的最好工具。

尽管布拉德雷教授领导的研究小组的工作尚处在初级阶段，但其研究思路与电子筛技术正被相关领域所借鉴，待别是在微电子元件置入人类神经系统的研究工作中。布拉德雷教授说，改进的电子筛可用在小儿麻痹患者身上以改善其运动神经系统，也可研制由人体神经电流直接控制的人工手。

四、听 觉

古语道：人人都喜欢谈论天气。而麻省理工学院计算机实验室的维克多 · 朱厄甚至设计出了一台能与人谈论天气的计算机——朱庇特。朱庇特可以向你发布纽约的最新天气预告，可以告诉你巴黎的温度、东京的湿度。它当然也能预告里约热内卢这个周末的天气情况。朱厄不无自豪地说，人们可以和这台电脑谈论有关天气的大部分话题。

朱庇特的不同寻常之处在于它能够理解人们问话的含义。朱厄说“为了创造一个完全像人一样的对话伙伴，要求计算机应有比仅能识别词汇强得多的能力——它必须能理解这些词汇。朱庇特掌握了大约1500个与天气预报相关的术语，谈话若超过这一词汇范围，它就可能会“胡言乱语”了。对此，朱厄坦诚地说：朱庇特还很“原始”，它的会话能力极其有限，而且只能谈论天气。

朱庇特由四个程序软件包组成。首先，由声音认知程序将它所听到的声音翻译成基于语言概率计算的“词汇综合”。得到“词汇综合”后，第二个软件包启动完成判断含义的工作。然后，朱庇特扫描因特网上的美国国家气象服务中心的气象报告，直至找到所需要的信息。最后，它用类似于著名物理学家斯蒂夫 · 霍金所使用的语言合成器，断断续续地回答你的问题。

朱庇特智能谈话技术已有了商业化产品。曾耗费7年时间设计朱庇特结构的迈克尔 · 菲里浦斯，1994年成立了“应用语言研究技术公司”（ALTech），该公司将朱庇特所用的声音辨别软件包引人了商业应用领域。1997年，应用语言研究技术公司推出了两种电话语言识别程序包。与此同时，贝尔公司则正在测试其用于识别信用卡号码的声音软件。而朱厄本人也计划尽快研制出能报告商业飞机航班时刻的系统。人们相信，在不远的将来，计算机与人交谈的话题肯定不会仅仅局限于谈论天气。

五、视 觉

想想这样的情景：您正走在某个陌生城市的大街上，希望尽快找到一家饭店，因为您在那儿和朋友有个约会。只见您从腰间皮带上取下一个计算机，然后对它输人指令后，眼前便出现了这座城市的地图，图上还将您现在所处的地点与要找的旅馆之间的最佳路线用醒目的黄线表示了出来。您的眼镜放出一道光将此图像放大，在确认这正是要去的地方后，您便从容不迫地向前走去。很快，您找到了那家饭店。而此刻，您的朋友已在桌边恭候您了。令人吃惊的是，人们现在才发现您竟然是个盲人！

这是华盛顿“人机联系技术实验室”主任汤姆、弗内斯所描绘的未来视觉技术的情形。过去30年间，弗内斯致力于改善人类视觉问题的研究。他曾尝试通过发光二极管、激光和先进的计算机技术来帮助盲人重见光明。最终，弗内斯发明了一种被称为“虚拟视网膜显示器’（Virtual Retinal Display，简称V. R. D）的装置。该装置可直接在人的视网膜上形成图像，即可在覆盖眼睛的整个光敏细胞上成像。他解释说：这种仪器就像一台电影放映机，能直接在视网膜上显示图像。与创造一种可视的“屏幕”不同，我们采用的技术能直接让光线到达视网膜并在其上形成一种好像是真实地看到的图像。当然，这种图像不是真的，它只是虚拟图像。

“虚拟视网膜显示器”可将各种各样外表的物体很方便地转换成可视图像。它由一副高技术眼镜和一只简易公文包大小般的装置组成。其工作过程大致是这样的：首先，“虚拟视网膜显示器”将物体图像输人计算机；然后，由一个被称为扫描转换器的装置将彩色图像信号经过光导导线传入眼镜；最后，彩色图像信号以低能激光的方式投射到视网膜上。其结果便是在盲人的眼前形成一幅完整的图像，一幅地图、—个标志或一张脸。目前的“虚拟视网膜显示器”还比较笨重，但弗内斯预言，随着电子技术的进步，在不久的将来它会下降为香烟盒那么大，可以很方便地别在腰间。

在谈到“虚拟视网膜显示器”的研制时，弗内斯颇为动情地回忆说：我们是在1993年完成第一个示范装置的。之后，请了一位盲人协助我们实验。当他戴上眼镜指着我们的显示器说“我看见这幅图像了！我看见这幅图像了！”我们知道，这位盲人是在几年前的一次车祸中失明的。失明主要是由于眼部疤痕组织的阻挡使光线无法进入眼内而造成的，但其视网膜仍然完好无损。借助“虚拟视网膜显示器”，光线透过他眼睛疤痕上极其细微的小缝而在视网膜上产生了映像。这件事启发了我们，对于那些由于疤痕组织和白内障而导致的失明，完全可以用我们研制的“虚拟视网膜显示器”来恢复视力。

除了帮助盲人恢复视力外，“虚拟视网膜显示器”还有其他许多用途。例如，建筑师、承包商可以利用“虚拟视网膜显示器”能够显示虚拟现实的特点，针对虚拟的建筑结构进行设计和预算。建筑工人也可以在“虚拟视网膜显示器”所显示的虚拟图像的指引下，灌注真实的建筑材料，或者更准确、有效地将真实的主梁吊装在虚拟显示的主梁处。弗内斯对这一技术的前景充满信心。他说：将来我们能为人们创造一种“超视觉”，如可以造出某种仿生眼，使人们有机会目睹他们以往从未见过的情景。

总之，计算机技术正深刻地改变着我们感觉世界的能力和相互交流的方式。由计算机模拟现实所产生的触觉、滋味、声音、图像等，也必将使人类面对一个更加生动丰富、多姿多彩的世界。

[Time，1998年1月号]