弦系统模拟虚拟现实中物体和墙壁的感觉

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使用卡内基·梅隆大学研究人员开发的设备,可以给虚拟现实中经历过的物理对象(如墙壁和家具)赋予新的重量和感觉。

该设备使用连接到手和手指的多根弦来模拟障碍物和重物的感觉。

例如,当用户的手靠近虚拟墙壁时,通过锁定琴弦,该设备可模拟触摸墙壁的感觉。

同样,弦线机制使人们可以感觉到虚拟雕塑的轮廓。 当他们推家具时,甚至在给虚拟角色赋予“高五”时,都会感觉到阻力。

肩装式设备利用弹簧负载的弦来减轻重量,消耗较少的电池电量并保持较低的成本。

“墙壁,家具和虚拟角色等元素是构建沉浸式虚拟世界的关键,而当代的VR系统只不过是振动手动控制器,” CMU人机交互研究所(HCII)助理教授Chris Harrison说。

使用多弦设备的人们发现它比其他触觉技术更现实。

方说:“我认为这种体验会带来惊喜,例如当您与栏杆互动并且可以将手指缠绕在栏杆上时。” “探索雕像之类的不规则物体的感觉也很有趣。”

其他研究人员已经使用弦在虚拟世界中创建触觉反馈,但是通常他们使用电机来控制弦。 电动机对于CMU研究人员不起作用,他们设想该系统既轻便足以被用户佩戴,又可以让消费者负担得起。

方说:“电动机的缺点是它们消耗大量功率。” “他们也很沉重。”

该小组使用弹簧加载的卷收器代替了马达,类似于钥匙链或ID徽章中显示的那些。 他们增加了一个棘轮机构,可以通过电控闩锁快速锁定。

弹簧而不是电动机使琴弦绷紧。 只需少量的电能即可接合闩锁,因此该系统具有高能效,并且可以依靠电池供电。

实验了许多不同的字符串和字符串位置。 结论是,在每个指尖上一根绳子,在手掌上一根绳子,在手腕上一根绳子提供最佳的体验。

跟踪手部和手指运动的Leap Motion传感器已安装到VR耳机上。 当感觉到用户的手靠近虚拟墙壁或其他障碍物时,棘轮以适合那些虚拟物体的顺序啮合。 当人拔出手时,闩锁脱离。

整个设备的重量不到300克,研究人员估计,批量生产的设备成本不到50美元(40英镑)。

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资料来源:https://eandt.theiet.org/content/articles/2020/04/string-system-simulates-the-feel-of-objects-and-walls-in-virtual-reality/

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