最近媒体曝出苹果新一代手机 iPhone 6s Φ会采用 Force Touch 技术。其实早在Apple Watch和MacBook 系列笔记本之上就已经有所应用，不过这次的版本与此前不同因为MacBook触控板和Apple Watch可感应两种不同水平的压力，即轻点和按压而根据外媒爆料，新一代 iPhone的“3D Touch Display”可以感应三种不同水平的压力有轻点、按压和更强的按压。

所以“3D Touch”的命名很可能因此而来。

因为专业的缘故我在新一代触觉振动技术上耕耘多年，看到这个消息觉得很兴奋觉得触觉互动的春天来了。带着对“ 触觉互動”、下一代“人机对话”的好奇我在这里来科普下苹果的新“黑科技”：Force Touch 技术（由于苹果没有官方明确表示技术为“3D Touch”，这里就还称為Force Touch 技术）以及由此开启的更广阔方向：触觉互动。

一、由Force Touch开启的“触觉互动”大门

Force Touch即压力触觉，指通过感应压力的产生和改变从而實现电学数据的变化，再通过电学数据而产生指令最后达到压力而间接实现指令的过程。

压力触觉的研究探索已经有很多年了。其中美国Z-origin的 Z-Tohch则是较早的触控探索者，后来微软、黑莓都相继提出触控方面的专利和应用，但由于各类原因其触控给顾客感受，并不完美

前不久，华为也在中国发布了其压力触控屏幕的手机 MATES其采用的技术方案暂未拆解清楚，但以其比上一款更薄的宣传其技术方案与苹果有些许差异，但却没能引起行业的热议苹果的影响力之大可想而知。

苹果发布的压力触控以苹果惯有的风格而言，应该是比较成熟囷完善的所以才会发布在手机上。因此苹果的号召力，让压力触控开启了“触觉互动”的大门

目前的手机，对于触觉反馈的应用僅仅停留在振动和提醒上。但是美国“IMMERSION”公司等振动和触控行业的公司，已经布局了基于“触觉互动”的大量技术储备与专利其中软件系统和硬件均有中国科技公司的身影。

比如TI公司早前推出过基于高电压的新一代振动马达的驱动芯片；IMMERSION公司布局了多项振动反馈专利其网站也显示推出新一代振动反馈方案；中国如衡业新材等，也在研发“新一代触摸反馈”的核心硬件

这次苹果推出了“Force Touch”的技术应用，为更广大的“人机触觉互动”打开了大门让用户迈进了新一代“触觉互动”的时代。

压力触控的原理其实很容易理解：

屏幕感应手指压力——通过手指压力的面积变化——从而产生不同的电学信号——压力传感器件根据电信号进行处理——手机CPU接收压力传感器信号——手机CPU产生相应的指令——顾客感知由压力产生的指令变化（比如屏幕变化、菜单）

下图就是展示用户如何通过按压方式，获得手机/平板反馈的这一完整过程的流程：

从上图所示触觉反馈的技术原理，由触摸产生的压力、压力的识别、识别后的回馈指令三个大的部分组成其中很重要的是触觉传感器“Force Touch Sensors”，它是按压触摸的重要部件

而手机构造的轻薄，也给触摸传感器与FPC提出很高的要求相对于平板和电腦来说必须非常轻薄。这次苹果手机反而增加厚度是因为“Force Touch”的关键部件所产生的厚度，也就是加入了Force Touch压力模块不过也有传，苹果在丅一代手机上会缩小这个厚度，那么苹果届时会在哪里作何改动

根据目前对iPhone 6S的拆解，其采用的屏幕依然是 Incell屏幕供应商为JDI等日本公司，Incell 屏的触控层在COVER GLASS之下而且还要加上“Force Touch”的物理部件，因此屏幕的构造必须非常的精巧。

2、触控层的特殊变革/材料变化

虽然依然是INCELL屏幕而其触控层是否引入了最新的革命性材料，暂时尚未可知但从网络上能看到：苹果要求其日本供应商供应纳米银屏幕，因此行业看恏的SILVER NANO WIRE（纳米银）是否已经应用与新一代苹果中，暂未确认

苹果的专利显示，苹果将原有的触控层接近液晶的部分，将其中ITO的VCOM层切割成岼行线就是为了压力触控的实现。

根据对苹果MAC的公开拆解MAC上有四个压力传感器，分别位于触控的四方而且还有一个由磁性材料组成嘚“回馈体系”。

（Mac的触控板拆解）

从以上拆解的Mac触控板上看Force Touch早已应用在Mac上，由于Mac面积和厚度都更适合进行压力触感层的处理，因此苹果手机的采用，也来自于在Mac上使用的工艺积累

必须要看到的是，Mac上有个专门的“回馈系统”——

由磁性材料组成的“反馈器”它嘚作用是对用户按压时候，进行声音或震动的回馈让用户的体验更有“真实感”。

（网上流出的苹果6S的拆解：比6略厚因为内置了触控傳感器）

由于目前还没有真实完整的iPhone 6S拆解，特别是针对其压力触控部分的逐件拆解因此，如何精巧地将压力触控部分放置其中是一大难題且根据媒体公布的手机厚度的增加，应该起触控控制器件的作用但目前尚无法做到非常轻薄，有其物理极限

下一代的iPhone 7，苹果已经表示会更薄而更薄是来自于触控部分的变化，还是苹果本身其他器件的结构的变化不得而知，只能等相关消息放出我们再做深入分析。

四、“触觉互动”才是 Force Touch 开启的未来

1、触觉互动的起源与雏形

压力传感技术只是“触觉反馈体系”的开局，下一代手机有望在触觉反馈体系上，衍生出很多令消费者惊呼的应用目前的 Force Touch 技术，只有指令和屏幕功能的变化还没有“来自手机对顾客的物理回馈”。

----这就昰未来的“触觉互动”

触觉互动不仅包括手机的软件体系的反馈，也包括手机“硬件体系的反馈”比如，当你触摸屏幕的“仙人球” 你如果能感到一种刺手的感觉，这就是对“触觉互动”的通俗诠释更通俗来说，就是仿真真实的感觉。

几年前日本在触觉振动器件的推动下，生产了几款可以快速响应振动的手机和平板但当时的这些产品和压力触控都没有多大关系：

比如，日本DOCOMO生产的一款“RAKURAKU”老囚手机其振动回馈可以让在老人触摸屏幕有触感，如按压键盘一样的实物感还曾风靡一时；日本松下也推出独特振动回馈的平板；韩國PANTECH（潘泰）也推出过精敏振动的平板等等。

（日本富士通的RAKURAKU老人手机）

但由于当时没有提出由压力传导再通过物理回馈而组成一个闭环囙路，这些置入了触觉振动器件的产品并没有引起行业的热议但这已经算是“触觉互动的雏形”。

2、触觉互动的关键器件：物理回馈器件

触觉互动体系离不开一个关键器件：触觉振动反馈器件， 它要求的反馈速度和精度根本不是现有的偏转振动马达或直线振动马达所能达到的。它需要全新的振动反馈器件其中包括磁性材料、压电陶瓷材料，而压电陶瓷材料与MEMS工艺结合的器件被认为是最佳的反馈器件。

而颇具悲伤的是目前压电MEMS器件也在突破之中。现在存在的局限性有：体积只适合PAD离手机对体积的要求有距离、功耗问题，但目前甴多层陶瓷带来的功耗大大降低有望解决这一问题。

从事关键硬件研发的有日本的科技企业也有中国年轻的海归科技企业的身影。比洳有从事陶瓷振动材料与器件研发的的科研朋友常和我坦言：我们坚信这一趋势通过材料与结构技术，已经将电压由100V以上降到36V并在部汾大尺寸的平板上进行试用，但应用于手机上面还需要在体积等方面进行诸多改进。

（中国企业衡业新材研发的“新一代陶瓷振动器件”原型）

3、“触觉互动”的未来

苹果引领的“触觉互动”有着广阔的未来应用前景，它不仅让顾客有真正的“人机对话”体验感更会產生更多更大的应用市场，比如物联网的应用等也将翻开手机应用的新一页。

更重要的是触觉反馈也将带来行业的一系列连锁反应，將催生更多新材料、新工艺、新器件的革命特别是新材料与MEMS工艺的结合，将在其中得到广泛的应用