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卡内基美隆大学研发 视觉与触觉整合强化VR体验

卡内基美隆大学研发 视觉与触觉整合强化VR体验

虚拟实境(VR)已能创造非凡的沉浸式视觉体验,但涉及虚拟与实体形式间互动的触觉研究进展相对非常有限,因此VR的使用者体验仍令人感到突兀且有所缺憾。卡内基美隆大学(CMU)的研究团队已取得巨大进展,开发整合视觉与触觉的装置能在VR环境模拟触觉。

根据Immersive Technology报导,COVID-19(新冠肺炎)疫情期间人们被封锁与限制在家活动,VR某种程度上已成为受防疫措施影响者的避难所,有些VR活动已被证实能有效协助人们舒缓疫情下的身心压力,例如在芬兰赫尔辛基的数码分身Virtual Helsinki举办的VR演唱会,就有超过50万名虚拟观众参与盛会。

CMU人机互动研究所(Human-Computer Interaction Institute)的Chris Harrison教授指出,家具、家电、墙、虚拟角色等是沉浸式VR环境的核心元素,但目前除了震动回馈之外,却很少有VR系统能提供使用者跟这些元素互动的触感,例如握住扶手、感受雕像等不规则物体,CMU开发的装置提供更拟真的触觉回馈让VR体验更直觉、有趣、吸引人。

虽然有论者对于以VR体验作为实际体验的替代方案有所顾虑且意见分歧,但CMU团队的触觉研究以及视觉与触觉整合装置,达到穿戴式VR产业长久以来致力于维持且强化VR可用性的重大目标。这套系统适合迷宫等涉及跟实际物体与障碍互动的VR体验、VR游戏、参观虚拟博物馆、买家具之类的虚拟购物等应用。

CMU开发的装置反覆测试的最佳体验是在每个指尖、手掌、手腕各连接1条金属弹簧细线,借此传送关于虚拟物体与障碍的触觉刺激,提供像是在触碰物体的轮廓线时所感到的反作用力,例如当使用者的手伸向VR环境的墙时,细线会锁定让使用者感到遭遇阻碍以模拟触碰到墙面的感觉,这个机制甚至能让使用者在虚拟环境做出有感的举手击掌动作。

其他触觉装置研究使用的金属细线以传统马达控制相当耗电,CMU研究团队的视觉与触觉整合装置是配戴在肩膀、采用有弹簧的伸缩金属细线取代马达、具备棘轮机制能快速锁定细线,有助于减轻使用者负荷、能效高且耗电低可用电池供电、降低开发成本、配戴使用更自然,CMU研究团队预估大量生产后成品重约10盎司、成本仅50美元。

CMU开发的装置采用配置于VR头盔的Leap Motion传感器追踪使用者的手与手指动作,当手伸向墙面、物品、障碍等时,装置会控制棘轮对应物体的型态锁定细线,提供宛如触碰该虚拟物体的触觉回馈。

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