震動(dòng)已無法滿足 德國(guó)團(tuán)隊(duì)用電刺激模擬VR觸覺
VR觸覺模擬是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn),盡管工程師們可以用震動(dòng)等方法模擬部分觸覺,但對(duì)于“推墻”這類需要調(diào)用較多肌肉力量的動(dòng)作,或許我們只好在手臂上貼上電極,用電刺激肌肉痙攣來模擬了吧。
盡管我們現(xiàn)在也把這種戴上頭顯獲得的體驗(yàn)叫做虛擬現(xiàn)實(shí),但它顯然和科幻作品中描述的相去甚遠(yuǎn),例如《黑客帝國(guó)》,而科學(xué)家們則想盡辦法縮小這些差距。
在丹佛市舉行的CHI 17會(huì)議上,德國(guó)波茲坦市哈索普萊特納研究院的一隊(duì)研究人員展示了一種可以模擬“推墻”或“提舉重物”等過程的觸覺反饋的系統(tǒng),其原理正是用電刺激肌肉。論文聯(lián)合撰寫者Pedro Lopes表示:“‘推墻’可以說是虛擬現(xiàn)實(shí)中最難以實(shí)現(xiàn)的身體感覺之一了,我們對(duì)重現(xiàn)這種感覺非常感興趣?!?
研究人員在被試者的背包上安裝了一個(gè)醫(yī)用級(jí)八通道肌肉模擬裝置(EMS),然后通過USB進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,它由GearVR的一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)進(jìn)行控制,并搭配手部追蹤器和動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。研究者認(rèn)為他們可以使用很少的硬件實(shí)現(xiàn)這一體驗(yàn)。
他們將電極貼片放置在用戶前臂和肱二頭肌上,當(dāng)用戶觸碰虛擬物品時(shí),貼片就會(huì)釋放強(qiáng)度較小的電脈沖。然后用戶的肌肉受到刺激,就會(huì)收縮阻止用戶伸直手臂,讓他們感到好像推動(dòng)一堵墻或者在拉動(dòng)重物。
為了盡可能模擬真實(shí)感受,研究員仔細(xì)調(diào)整參數(shù),保證體驗(yàn)的真實(shí)感。剛開始,他們使用了等同于用戶力道的電脈沖,“這個(gè)力道足夠強(qiáng)烈,防止用戶的手穿到墻里面。”團(tuán)隊(duì)寫道。不過有受試者反饋這種感覺更像是有一股磁力在將用戶的手往回拉,而不是推墻的那種感覺。
最后,他們完成了兩種不同的模擬。首先,他們不再讓EMS的強(qiáng)度保持在固定水平。這一次,用戶可以讓手穿過虛擬物品表面大約10cm,它可以模擬一些柔軟物品的觸摸體驗(yàn)。而在另一個(gè)體驗(yàn)中,他們又使用了強(qiáng)烈但時(shí)間很短的電脈沖,其足以使用戶的手產(chǎn)生反彈動(dòng)作,防止他們穿過虛擬物品,這個(gè)用來模擬質(zhì)地堅(jiān)硬的虛擬物品(注意,電脈沖并沒有強(qiáng)烈到足以損傷用戶身體)。
事實(shí)上,這個(gè)技術(shù)并不能算是全新的技術(shù),因?yàn)樗缇驮卺t(yī)療領(lǐng)域用于理療和鍛煉等方面。甚至還有一些公司打算將它們應(yīng)用到娛樂領(lǐng)域。不過Lopes認(rèn)為這個(gè)技術(shù)經(jīng)過改良就可以植入到各種紡織物品,然后制作出VR觸覺服飾等產(chǎn)品。
“VR需要更多物理性感受,我們認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)的下一步就是開發(fā)更實(shí)用的觸覺反饋裝置?!?
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