
現(xiàn)今,虛擬現(xiàn)實(shí)游戲及相關(guān)內(nèi)容已能營(yíng)造出極高的沉浸感,然而,在觸覺反饋方面卻存在明顯短板。試想,在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,能夠真切地 “感受” 到一個(gè)帶有紋理的物體,或者仿若親身用手輕撫華麗織物,那該是多么令人稱奇的體驗(yàn)。
這恰恰是伊利諾伊州埃文斯頓西北大學(xué)的研究人員期望借助其全新可穿戴設(shè)備達(dá)成的目標(biāo)。這款設(shè)備極為輕巧,尺寸與指尖相仿,其功能絕非僅局限于讓皮膚產(chǎn)生簡(jiǎn)單振動(dòng),而是運(yùn)用更為先進(jìn)的技術(shù),旨在提供更為豐富多元的觸覺感受。
該大學(xué)材料科學(xué)與工程教授約翰?A?羅杰斯(John A. Rogers)作為這款設(shè)備設(shè)計(jì)的牽頭人指出:“幾乎所有的觸覺致動(dòng)器實(shí)際上都只是簡(jiǎn)單地作用于皮膚表面,而皮膚其實(shí)能夠接收更為復(fù)雜多樣的觸覺刺激。我們研發(fā)出了一種微型致動(dòng)器,它能夠朝著任意方向,或是多種方向的組合推動(dòng)皮膚。借助這一裝置,我們得以采用完全可編程的方式,精細(xì)地調(diào)控復(fù)雜的觸覺感受?!?/p>
與那些僅能以不同模式發(fā)出嗡嗡振動(dòng)的振動(dòng)馬達(dá)不同,此項(xiàng)技術(shù)深入探究了觸覺是如何通過皮膚內(nèi)幾種不同類型的機(jī)械感受器(可將其視作傳感器)來實(shí)現(xiàn)的。這些機(jī)械感受器處于皮膚的不同深度,敏感度也各有差異。
通過整合新開發(fā)的具備完全運(yùn)動(dòng)自由度的執(zhí)行器、藍(lán)牙連接、加速度計(jì)以及微型電池,這個(gè)小巧的設(shè)備能夠無線模擬一系列豐富的感覺,涵蓋振動(dòng)、拉伸、壓力、滑動(dòng)以及扭轉(zhuǎn)等。它還能夠?qū)⒍喾N感覺相互結(jié)合,并以不同的速度運(yùn)作。
該執(zhí)行器能夠沿著皮膚向任意方向移動(dòng),同時(shí)與眾多機(jī)械感受器協(xié)同作用,并且可以排列成陣列形式,以產(chǎn)生更為廣泛的觸覺效果。
從原理上看,這一裝置似乎并不復(fù)雜,或許這正是它的獨(dú)特魅力所在。一個(gè)微小的磁鐵與連接電池的線圈相連。當(dāng)電流通過線圈時(shí),便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),進(jìn)而能夠移動(dòng)、推動(dòng)、拉動(dòng)或者扭轉(zhuǎn)磁鐵。當(dāng)這些執(zhí)行器組合形成陣列時(shí),它們便能夠重現(xiàn)各種不同的感覺。
依據(jù)觸覺設(shè)備的安裝位置(比如安裝在手背或是指尖),板載加速度計(jì)會(huì)向系統(tǒng)提供相關(guān)信息,告知使用者移動(dòng)速度的快慢以及移動(dòng)方向。這能夠讓運(yùn)動(dòng)跟蹤變得更加逼真。
這項(xiàng)技術(shù)有望助力虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中的感官反饋環(huán)節(jié),使其能夠與我們戴上耳機(jī)時(shí)所期待的逼真、高保真的音頻和視頻效果相匹配。
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