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虚拟现实也能有触觉，研究人员开发出超轻量VR触觉反馈设备

当今虚拟现实（VirtualReality ， VR）系统可创造沉浸式身临其境视觉体验 ， 但很少能让用户感受到物品的触感 ， 特别是墙壁、设备和家具 。 如今卡内基梅隆大学（CarnegieMellonUniversity ， CMU）开发一种新设备 ， 使用许多样附在手腕和手指的细铁丝 ， 模拟障碍物和重物的触感 。
虚拟现实也能有触觉，研究人员开发出超轻量VR触觉反馈设备
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如当用户的手贴近虚拟墙壁时 ， 通过细铁丝拉紧 ， 可模拟触碰墙壁的感觉 。 类似情形 ， 细铁丝机制使人们感觉到虚拟雕像的轮廓 ， 和推动某件家具时的阻力 ， 甚至提供和虚拟角色击掌的感觉 。
看得到也摸得到更沉浸的虚拟现实体验
5月将从CMU大学毕业并获得机械工程与人机交互联合学位（JointDegree）的CathyFang表示 ， 这种肩扛式设备利用弹簧加压的细铁丝减轻重量、消耗更少电量 ， 并保持较低成本 。
“墙壁、家具和虚拟角色等元素是打造沉浸式虚拟世界的关键 ， 然而当代VR系统只能提供让手有震动感觉的控制器 。 ”CMU人机交互研究所（Human-ComputerInteractionInstitute ， HCII）助理教授ChrisHarrison表示 。 共同作者之一的Harrison、Fang、机器人技术研究所工程师MatthewDworman和HCII博士生YangZhang论文指出 ， 用户对多铁丝设备的评估发现 ， 比其他触觉技术更真实 。 “我认为这种体验会带来惊喜 ， 比如当你与栏杆交互 ， 可感受到手指握住栏杆时的握感 。 ”Fang指出：“探索像是雕像之类不规则物体的感觉也很有趣 。 ”
团队的研究论文被CHI2020（ConferenceonHumanFactorsinComputingSystems）全球人机交互大会评为最佳论文 ， 大会原定4月举行 ， 但因COVID-19流行取消 。 论文现已发布在美国计算机协会（AssociationforComputingMachinery）数字图书馆（DigitalLibrary）的大会论文集 。
【虚拟现实也能有触觉，研究人员开发出超轻量VR触觉反馈设备】弹簧加压卷线器取代马达既省电又轻量
其他研究人员也曾在虚拟世界使用细铁丝创建反馈式触觉 ， 但通常使用马达控制细铁丝 。 马达对CMU研究人员来说行不通 ， 设想的系统不但要轻便让用户方便佩戴 ， 又要让消费者负担得起 。 “马达的一大缺点莫过于非常耗电 ， ”Fang表示：“而且马达很重 。 ”
团队没有使用马达 ， 而是采用弹簧加压卷线器 ， 类似钥匙链或身份吊牌使用可伸缩的卷线设备 。 他们增加一个棘轮机构（RatchetMechanism） ， 可通过电控锁快速锁紧 。 换言之 ， 是通过弹簧而不是马达绷紧细铁丝 。 电控锁只会耗费极少量电力 ， 所以还满节能的 ， 且可由电池供电 。
研究人员实验多种不同的细铁丝和铁丝位置 ， 最终得出结论 ， 也就是细铁丝分别系至每只指尖、手掌 ， 以及手腕 ， 便能提供最佳体验 。 在VR头戴式设备安装可关注手部和手指运动的LeapMotion传感器 ， 当传感到用户的手贴近虚拟墙壁或其他障碍物时 ， 棘轮就会按适合这些虚拟物体的顺序啮合 。 当用户将手缩回时 ， 电控锁便会松开 。 整个设备的重量不到10盎司（约0.28公斤） ， 研究人员估计 ， 量产版价格花费不到50美元 。
Fang表示 ， 此系统将适用于涉及与实体障碍物和物体（例如迷宫）交互的VR游戏和体验 ， 也可能用于参观虚拟博物馆 。 目前不太可能前往实体零售店的敏感时期 ， “你也可以通过它在线上家具店买东西 。 ”她补充 。
（首图来源：视频截屏）


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