新的触觉反馈设备:让您在虚拟现实中有触觉!

根据美国卡内基梅隆大学的官方网站,该校的研究人员开发了一种新设备,该设备使用连接到手和手指的许多细线来模拟障碍物和重物的感觉,从而使虚拟现实系统成为现实。用户可以感觉到触摸物体的感觉。

虚拟现实(Virtual Reality,Virtual Reality)是一种新兴技术,在当今非常流行,并且已经被广泛商业化。

它将计算机,电子信息,人机界面和其他技术集成在一起,并使用“幻觉”来模仿现实。简而言之,这种“幻觉”是计算机生成的虚拟环境,它结合了多源信息并为我们带来了交互式的互动体验。

如下图所示:AxonVR虚拟现实平台原型,它由全身衣服和四肢辅助设备组成,因此您的整个身体可以与虚拟世界互动,并享受完整而完整的沉浸感。

虚拟现实系统带给我们的身临其境的互动体验主要体现在视觉和听觉的享受上。但是,科学家正在努力使这种身临其境的体验更加丰富多彩。

例如,作者介绍了一种“虚拟食品”系统,该系统使用电子设备模仿真实成分的味道和感觉。这项技术可以为虚拟现实系统添加品味输入,还可以增强现实世界中的就餐体验,特别是可以帮助那些饮食限制或受到健康问题影响的人。

最近,美国卡内基梅隆大学的研究人员希望虚拟现实系统的用户能够感受到物体的触觉,特别是墙壁,家电和家具。他们开发了一种新设备,该设备使用连接到手和手指的许多细线来模拟障碍物和重物的感觉。

例如,当用户的手靠近虚拟墙时,设备会通过拉紧这些细线来模拟触摸墙的感觉。同样,这种细线机制也使人们感受到虚拟雕塑的轮廓,以及推压家具时的阻力,或带有虚拟人物的高五感。

凯茜·芳(Cathy Fang)本月从卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)毕业,并获得了机械工程和人机交互的联合学位。他说,这种肩扛式设备使用弹簧加载的细线来减轻重量并减少电池电量。降低成本。

卡内基梅隆大学人机交互研究所(HCII)助理教授克里斯·哈里森(Chris Harrison)表示:“墙壁,家具和虚拟角色是构建沉浸式虚拟世界的关键。目前,虚拟现实系统在同一环境中期间只能提供让步。控制器具有振动感。“根据共同作者Harrison和Fang的报告,机器人学院的工程师Matthew Dworman和HCII博士生Yang Zhang的用户对此进行了评估。线设备,发现它比其他触觉技术更现实。 。

方指出:“我认为这种体验会带来惊喜,例如当您与金属围栏互动时,您可以用手指抓住它。探索诸如雕塑之类的不规则物体的感觉也很有趣。”

该研究小组的论文被“ CHI 2020(计算系统中的人为因素会议)”评为最佳论文。这次会议原定于四月举行,但由于新的冠状病毒肺炎流行而被取消。相关论文发表在美国计算机学会数字图书馆的会议记录中。

其他研究人员已使用这些细线在虚拟世界中创建触觉反馈,但他们通常使用电动机来控制这些线。但是,卡内基梅隆大学的研究人员希望设计一种系统,该系统不仅重量轻到足以适合用户佩戴,而且价格实惠,因此该电机不适合使用。方舟子说:“电动机的缺点是它消耗太多功率并且很重。”

该团队没有使用电动机,而是使用了弹簧式卷线器,类似于身份证中的钥匙链或线圈缠绕装置。他们增加了一个棘轮机制,可以通过电子控制锁快速锁定。换句话说,这些细线是通过弹簧而不是电动机来紧固的。电控锁消耗的功率非常小,因此该系统具有高能效,可以通过电池供电。

研究人员试验了几种不同的电线以及如何放置它们,最后得出结论,将电线连接到每个指尖,将电线连接到手掌以及将电线连接到手腕将带来最佳体验。跟踪手和手指运动的Leap Motion传感器安装在虚拟现实耳机上。当感觉到用户的手正在接近虚拟墙壁或其他障碍物时,棘轮将按照适合于这些虚拟对象的顺序进行接合。当用户抽出手时,电子控制锁将被释放。

整个设备的重量不到10盎司。研究人员估计,生产版本的成本将低于50美元。

方说,该系统将适用于虚拟现实游戏和涉及与物理障碍或物体(例如迷宫)互动的体验,还可以用于参观虚拟博物馆。她补充说:“尤其是在无法现场访问零售店的特殊时期,您也可以用它在家具店在线购买商品。”

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