
在科技日新月異的今天,人類對于沉浸式體驗的追求從未停歇。從最初的二維平面顯示到三維立體影像,再到如今的虛擬現(xiàn)實(VR)與增強現(xiàn)實(AR)技術(shù),每一次技術(shù)的飛躍都極大地拓寬了我們的感知邊界。

而今,一個更為顛覆性的時代正悄然來臨——觸覺技術(shù)的革新,正引領(lǐng)我們步入一個能夠“觸摸”虛擬世界的全新紀(jì)元。

想象一下,在虛擬環(huán)境中,你不僅能夠看見、聽見,甚至還能真實地感受到物體的形狀、質(zhì)地乃至溫度變化,這無疑是對傳統(tǒng)感官體驗的一次革命性拓展。

這不是魔法,而是「感官欺騙術(shù)」。其中,力反饋手套作為觸覺技術(shù)的集大成者,正逐步揭開其神秘面紗,讓“空氣也能捏”的科幻場景成為現(xiàn)實。
真實案例拆解:觸覺手套如何騙過大腦?
Meta的黑科技:用空氣「捏」出觸覺
Meta的Facebook Reality Labs(RL)
如何接觸虛擬世界。觸摸虛擬世界是一種什么樣的體驗?Meta給出的答案:在手套內(nèi)嵌微型氣囊,充氣后壓迫手指皮膚,模擬觸碰物體的壓力(像被微型章魚觸手包裹)。
Meta RL研究科學(xué)家Andrew Stanley指出,「對于VR或AR的觸覺互動來說,執(zhí)行器需要非常迅速地對指尖進行加壓,而利用空氣就可以做到?!?/p>
觸覺手套的基本結(jié)構(gòu)由分散在手掌側(cè)的數(shù)百個傳感器以及向其傳遞觸覺的“執(zhí)行器”組成。通過編程可自定義氣囊膨脹節(jié)奏,實現(xiàn)「輕撫花瓣」或「握緊刀柄」的不同反饋。
精確構(gòu)建畫面的觸覺「渲染」
Meta RL還推出了一種新的渲染軟件,能夠根據(jù)手的位置和對虛擬環(huán)境的理解,包括其中虛擬物體的紋理、重量和硬度,在準(zhǔn)確的時間向手上的執(zhí)行器發(fā)送正確的指令。
結(jié)合聽覺、視覺和觸覺的反饋
在2017年底的一項實驗中,Meta RL使用指尖上的單一振動觸覺設(shè)備,在VR中的一系列不同材料制成的虛擬球體(木頭、大理石、泡沫)從空中落下時提供觸覺反饋。當(dāng)每個球體落到受試者的虛擬手指尖上時,都有獨特的視覺、聽覺和觸覺反饋提示。
SenseGlove Nova 2:工業(yè)級的「虛擬觸感」
https://www.senseglove.com/

通過電磁控制摩擦力,機械線將不同大小的力傳遞到指尖,Nova2可以使用各種虛擬物體(從堅固的發(fā)動機和工具到易碎的燈泡)來增強訓(xùn)練模擬。

用微型馬達在指尖振動反饋還原砂紙、絲綢等紋理觸感。嵌入振動觸覺致動器,使Nova2能夠呈現(xiàn)逼真的按鈕點擊、振動和沖擊模擬的感覺。

借助Nova2,設(shè)計師可以在VR中「徒手」調(diào)整零件裝配緊密度,實時感受機械結(jié)構(gòu)的物理反饋。

有 4 個傳感器用于捕捉拇指、食指、中指和無名指的屈伸,還有 1 個傳感器用于捕捉拇指的外展和內(nèi)收。將基于傳感器的手指跟蹤與計算機視覺手部跟蹤算法相結(jié)合。
極客狂歡:LucidGloves開源手套

項目鏈接:https://github.com/LucidVR/lucidgloves
LucidGloves 是一款開源的VR觸覺反饋手套項目,由 LucidVR 團隊開發(fā),旨在提供一種手指追蹤手套,讓你在虛擬現(xiàn)實中直接使用雙手。這款手套通過 Arduino 或 ESP-WROOM-32 板實現(xiàn)硬件控制,并通過串口、藍牙或即將支持的BLE進行通信,與 SteamVR 兼容,借助 OpenGloves 驅(qū)動實現(xiàn)。
項目不僅提供了固件代碼,還包括了原型 3 至 4 的 3D 打印文件,讓愛好者可以自行搭建和定制自己的 VR 手套。

開源設(shè)計:所有設(shè)計文件、代碼和構(gòu)建指南都免費公開
力反饋功能:通過線纜系統(tǒng)提供手指阻力模擬
手指追蹤:使用柔性傳感器或IMU進行精確的手指運動追蹤
模塊化設(shè)計:可根據(jù)需求定制不同功能模塊
低成本:相比商業(yè)VR手套解決方案價格大幅降低
YouTube 上提供了組裝手套的說明和視頻教程:https://www.youtube.com/c/lucas_vrtech
學(xué)生黨動手實驗室
30分鐘觸覺Demo:用橡皮筋「欺騙」感官
材料:手套、橡皮筋、壓力傳感器(可用手機陀螺儀替代)
步驟:將橡皮筋纏繞在指尖,連接傳感器
當(dāng)VR中抓取物體時,橡皮筋繃緊產(chǎn)生阻力
效果:成本10元,卻能驗證「觸覺增強操作信心」的核心價值。
全球領(lǐng)先院校的創(chuàng)新應(yīng)用
隨著技術(shù)的不斷進步,力反饋手套及其背后的觸覺技術(shù)將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。在游戲娛樂領(lǐng)域,玩家將能夠享受到前所未有的沉浸式游戲體驗,在醫(yī)療培訓(xùn)方面,可以幫助醫(yī)生在虛擬環(huán)境中進行手術(shù)練習(xí)。

我們有理由相信,在不久的將來,力反饋及其背后的觸覺技術(shù)將成為連接虛擬與現(xiàn)實世界的橋梁,開啟一個全新的觸覺交互時代。在這個時代里,空氣也能被“捏”,虛擬與現(xiàn)實將不再有明顯的界限,人類對于感知世界的探索也將達到前所未有的深度與廣度。
延伸資源包
論文推薦:
《The Effect of Haptic Feedback on Performance in Virtual Reality》(Smith et al.— ACM CHI 2022)
《Ethical Considerations in Haptic Interface Design》(IEEE Transactions on Haptics 2021)
工具庫:
Unity Haptics SDK:快速添加振動、阻力效果
觸覺素材庫:Haptic Studio(含200+預(yù)設(shè)觸感波形)

「觸覺是VR缺失的最后一環(huán),而設(shè)計師將是補全它的魔法師?!?br/>—— 你的下一個原型,準(zhǔn)備讓用戶「摸到」設(shè)計了嗎?
轉(zhuǎn)載:welldesign藝術(shù)設(shè)計
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