前苹果工程师：虚拟世界里，我们还没有意识到马达的威力

摘要

他用一个马达告诉你，那些你想象中的未来会如何呈现。

「人生给你的革命性机会不多，就那么 1、2 次，抓不住就没了。」2019 年底，曹洪斌觉得自己已经「站在了历史节点」，抓到了下一个引领未来的技术。

于是，他离开待了 9 年的苹果公司，创立了索迩电子。离职前，曹洪斌负责 iPhone 以及 Apple watch 的触觉产品线，苹果在 2014 年初正式启动触觉产品线的技术升级，曹洪斌作为中国区第一批加入苹果的核心成员，启动并组建了中国区触觉产品线执行团队。

曹洪斌亲自给宝宝接生的时候发现，孩子的眼睛是没有完全睁开的，但触摸宝宝小手的时候，她会瞬间抓紧你的手。「触觉给了我们最真实可靠的感官体系保护。」

有人说触觉反馈技术是元宇宙的基础设施。苹果是手机行业最早将触觉反馈运用到极致的企业：从 2015 年发布的 iPhone 6s 开始，便尝试用线性马达让触摸屏幕的反馈更逼真。比如 iPhone7 上的 home 键是一个固定的、不能动的结构，但按压的时候仍然会给人一种能够按下去的感觉。

但这还不够。德国一位研究触觉技术的教授 Gerhard Fettweis 曾预测未来，我们不该仅仅看到和听到远方正在发生的事情，还应该能够触摸感受到它们。曹洪斌觉得，游戏、音频、视频都属于内容，而不同触摸带来的感受同样属于「内容」，「听觉、视觉领域的内容已经如此丰富，那么触觉领域也该有着同样的潜力」。比如，当你握着手机或手柄的时候，可以感受车轮从颠簸的路面上驶过的颠簸，感受飞机引擎轰鸣时空气的冲击，感受射击时枪支的后坐力带来的震感，甚至当你滑动屏幕的时候能真实感受到虚拟的吉他弦的波动。

索迩电子创始人兼 CEO 曹洪斌

「现有的线性马达系统已经可以满足苹果的硬件系统对固定事件的交互响应，比如 3D touch、来电提醒振动、按压 home 键等。」然而，为了满足更丰富场景的触觉响应，过去的固频线性马达已经无法满足需求，「宽频马达才是未来」他说。通俗点讲，宽频马达能够模拟更丰富的振动。

「硬件最终服务的对象还是内容，因为内容才是真正与用户产生粘性的主体，如何通过内容服务好用户，才是硬件更应该思考的问题。」他希望通过宽频马达来赋予触觉内容以灵魂。

咨询公司 IDTechEx Research 发布的《触觉技术 2021-2031: 技术、市场和玩家》显示，触觉反馈技术市场正呈指数级增长，预计 2025 年市场规模达到 50 亿美元。在由 OPPO 独家冠名赞助的极客公园创新大会 2022 上，曹洪斌很清晰地描摹着那个由触觉反馈奠定的新世界。他试图用一个马达告诉我们，那些想象中的未来会如何呈现。

以下为演讲实录，经极客公园编辑整理：

触觉技术为何重要？

触觉是什么呢？触觉其实是人体对外界机械信号的刺激，产生快速的信息处理，并告诉我们发生了什么的感官神经系统。

这个神经系统最大的价值是体验更真切。视觉、听觉都是隔空感受，而触觉必须依靠直接接触。

比如胚胎在 6 到 8 个月的时候是没有视觉、听觉概念的，但它有触觉，可以踢妈妈的肚子。之前我亲自给我宝宝接生，她的眼睛是没有完全睁开的，但你抓他的手，他会瞬间抓住你的。触觉给了我们最真实可靠的感官体系保护。

如何在产品侧让人能够感受到这种触觉反馈，就是我们创立索迩电子的使命。

OPPO 首席产品官刘作虎问我，线性马达大家也都做得不错了，为什么你们要以这个东西为起点去创业？而且还受到了资本追捧，这背后的逻辑是什么？

其实，在和其他客人、技术伙伴讨论线性马达的时候，我也经常被问：你的竞品公司是谁？这个行业里有线性马达了，你的优势是什么？你要解决什么问题？

他们其实给我提的任务要求，经常就是要 PK 心跳，为什么 PK 心跳呢？因为心跳其实是 Apple 内部一直在挑战的极限模拟的过程。

这个「心跳」是非常复杂的各个频段的模拟波形，频段大概在 300 赫兹以下。通过不同的时长拟合、不同的幅值拟合，去仿真出了一个「心跳」。

我们做的振动系统其实是一个谐振系统，这个谐振系统是一个可控的、有规律的振动，它应该是提手旁的振动，而不是「震动」。

振动本身跟触觉也不是画等号的。别人问我们，为什么把公司定义成一个触觉反馈的 Total  solution Provider（整体解决方案），而不是一个纯粹做线性马达的？

这两个问题有本质的区别。我们在做触觉的时候发现，它的外延是非常深刻的，它是一种无声的表达，可能比文字来得更 High。

举个例子，别人在通讯工具里面突然发了一个表情给你，可能比千言万语表达得更精准。

未来，只要有人机交互的场景，就会需要触觉反馈技术。

举个例子，如果谁的手机没有开静音，突然铃声特别大地响起来了，肯定会有一堆人回头看他，我们可能会给他很负面的评价。我们希望在所有的场景里把一种静默的交互方式提供给我们的用户。

而且我们可以用触觉做导航，解放眼睛和耳朵，避免低头手机族不可避免的撞人、撞物甚至于摔跟头的风险。

所以，触觉的外延其实是为了承载更多的信息，而不是纯粹给人振动的感觉。如果纯粹制造「震动」是非常简单的，但如何模拟出真实世界的感觉，并在虚拟世界完美呈现，就需要一个完整的触觉解决方案。

颠覆传统线性马达

元宇宙里面有一个非常关键的词叫沉浸感。

事实上，目前为止，包括 iOS 系统里边的振动，我们认为它只是一个「类沉浸感振动」。我们想做的就是把「类」去掉。

传统的马达有什么问题？线性马达的发展史上，有两个重要历史的节点：

第一个节点是 2014 年。第二个节点是 2020 年。

2014 年 3 月 14 日，苹果正式开始立项做线性马达。那时候我们整个行业第一个代名词就是 LRA（Linear Resonant Actuator，线形谐振激励器）。

我们的第一代良率大概只有 17%，这在国内是不能想象的，还可以跑去ramp（量产爬坡），但事实上那时候我们真的开始去 ramp，每天干到凌晨 2 点钟跟美国解决所有的问题。

苹果有一个 Top gating（最影响供应的物料）的概念，我们做线性马达，持续 3 年在 Top gating 的榜首。我只要一回办公室，所有人都会很担心，因为我回来了证明我的问题解了，只要我不回来，他们都会很 Happy。

不管你是做显示屏的，还是做电源的，都认为马达挡在里面，他一定是 gating（影响供应的物料），所以那个时候我们其实是缺料风向标。到底能生产多少 iPhone，其实要看能生产多少马达。

2014 年到 2019 年，苹果的全系列的马达还是固频马达。固频马达是在非常窄的频段以内做触觉输出。它纯粹是为了服务于系统交互的事件需求，比如说 3D  Touch、来电提醒等等。

第二个节点是 2020 年，我们提出了宽频的概念，就是需要在有触感的低频频段全部做出振动量，而不需要额外的电压或者是信号去处理。整个软件层面上，包括芯片驱动层面上，对手机厂的牵绊是非常多的，受制于人。宽频马达从底层逻辑上将固频马达颠覆掉了。我们希望可以满足所有的虚拟内容。因为数字内容、虚拟内容才是所有用户最终直接感受到的。因此，我们希望从物理层面上解决掉所有软件层面上的限制。

在物理层面上我们做了很多的设计变更来颠覆马达传统的物理结构。我们提出宽屏概念以后，欧美系的一些公司已经开始朝着这个方向去做了。

泛宽频震动系统

传统的线性马达能提供的振动量很小，大部分的触觉激励的效果并不是 f0（谐振点频率） 处其实在偏频的位置。数字内容，尤其是游戏内容，有非常丰富的频段，所以我们需要把偏频的激励拉上来，这就是我们说的传统马达的振量较小的原因。

宽频马达性能曲线

第二，因为它是一个金属弹簧的结构，所以系统阻尼相对较小，响应时间比较长，这个响应时间是什么概念呢？正常的触觉交互的时候，是伴随着我们视觉跟听觉同时发生的。

比如，大家在玩「吃鸡」的时候，扣了一个扳机，视效、声效已经完成了，最后的振感没来，就是拖尾或者有延时，用户体验非常不好。

而且，金属弹簧给人的振动质感会很干涩、发飘、没那么饱和。这个没办法用语言非常详细地描述出来，需要实际体验。

如何解决这个问题，首先其实要看人本身的敏感度，神经系统到底对什么频段比较敏感，到底是对切向力还是反向力比较敏感，到底是对快速的，对较 sharp 一点的还是比较 soft 一点的刺激敏感？这都是我们研究的历程，最后才反应在频响上面。

触觉技术的核心

怎么衡量一个振动系统的性能，三个核心指标，第四个指标其实是我们重新定义出来的。

第一个指标就是振动量，国内对振动量的理解上是有偏差的，为什么讲偏差呢？

真正回归原始的设计的时候，我们是不测振动量的，振动量可以理解成加速度，为什么测它是有偏差的？因为在神经学上，人对所有对外界机械信号的刺激的反应，并不是力，这件事情其实我们国内是有误解的。真正敏感的其实是皮下神经细胞的形变。形变，反应在一个关键的参数上不是加速度，是动量，是 MV（动量），那个才是真正衡量一个马达对力感的最直接的指标。

第二个指标就是 F0，这里面有一个悖论，就是 F0 越高，能量越高，测的加速度越高。但实际上越高频，上手的力感越差。后来我们发现 F0 压的越低，手感饱和度越高。所以既要压低 F0，但又不能损失大家特别在意的即时的振动量，怎么办？这就是一个设计的平衡。因为既要把新的技术落地，又要满足客人的技术指标，所以我们在性能上花心思去做平衡，最后让客户看到我们的产品，不管是 F0 还是 G 值，都不输传统的马达。

F0 历史上是怎么过渡的？很早以前 2014 年，第一代 F0 的频率在 235 赫兹，背后的神经依据就是因为我们手对外界信号在 235 赫兹的信号是最敏感的，后来发现 235 上手以后力感其实并没那么强，所以大家一代一代在降低频率，2019 年的时候欧美系的 F0 已经压到了 170 赫兹左右。

iPhone13 已经做到了 128—131 赫兹，可以看到 F0 的趋势是一直向下走的。

我们设计第一代线性马达的时候，为了让国内客户感受到低频的质感，直接设计了 120 赫兹。我们最近做出一套是 60 赫兹的，那个力感饱和度会非常高，这是我们设计宽频马达的逻辑。

第四个指标是我们带出来的，就是一个宽频的带宽，它背后的技术价值是在没有软件、包括驱动信号的影响下，我们能做出多么丰厚的层次感跟触觉的效果，这就取决于带宽。

索迩电子宽频马达产品图

它直接考验的是到马达底会不会费功耗，能支持多少场景。我们发现最好的触觉输出的频段，其实是 300 赫兹以下。所以我们把 F0 放在了 120，可以上下兼容。

我们用了苹果马达体积的 60%，做出了跟它非常接近的效果。这意味着我们有机会在国内手机客户非常珍惜空间尺寸的前提下，做出接近欧美的触觉效果，这是我们技术溢价的直观体现。

触觉反馈的未来

索迩作为新创公司，以触觉为核心做技术迭代，一定会在应用层面做更多的尝试，不会局限于现在的硬件形态。

我们结合电磁学、力学、机械学、人机工程学做振动系统的优化。

宽频系统最后输出的是两件事情：

第一个，触觉输出。第二个，力输出。

大家都在讲以后的元宇宙的交互硬件，有很多创新概念型的产品出来，比如 AR，Audio  glasses（音频眼镜），但是在声学上你会发现，它其实里边都是开放场，都是正常的喇叭的结构，对隐私交互、信息安全是一个挑战，因为漏音。

通过泛宽频系统，我们设计了骨传导的发声装置，因为我们的低频段覆盖的范围非常广，所以用它做交互的时候，实测下来，我们的低频比较丰富，我们的漏音比传统开放型的喇叭好很多，基于这个想法我们设计了第一代骨传导耳机。

我们希望把这套系统用在以后的 Audio  glasses 上，或者是 MR、XR 等穿戴设备上，它对隐私交互更有价值。

索迩铺垫的路线是在 B 端，我们会提供更多的力反馈、触觉反馈的交互技术给到我们 B 端的客户。我们也会看 C 端的产品形态，相信这个东西在观感上会颠覆现有的产品形态。

我们自己的第一代 C 端产品，今年 10 月 19 日已经美国的亚马逊开始卖，之后会回到国内销售。它里边的振动单元，就是基于我们的泛频宽系统来做的。

我们发力触觉系统，包括创新声学，去打造我们 C 端跟 B 端的生态链。甚至在软件层面上，做更多的适配宽频的输出，这就是我们瞄向的未来。