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可穿戴设备能让你体验更加真实的VR感受

导读: 举个例子,有些手套虽然内置有能够触动手指的电机,听上去很炫酷,但其实戴上手套之后用户就无法抓拿物体了,更别说感受到来自墙壁的真实阻力。因此,Lopes认为将电极固定在手臂上,能够让虚拟体验更加逼真。

现阶段,市场上有很多通过模拟身体感觉让虚拟世界更加真实的设备,比如说全身套装、手套、机械手和外骨骼等等。这些产品能够模拟感觉,但不能创造出诸如墙和门这类空间结构的真实效果。随着增强现实和虚拟现实越来越普及,能够直接“穿过”墙壁并不是什么创新想法,相反,它将会在很大程度上限制用户体验。

那么,问题就来了。我们究竟应该如何设计出虚拟墙壁这样一种物理障碍呢?不仅能摸能推,还不需要使用笨拙的机械硬件作为辅助。

专门研究人机交互的Pedro Lopes认为,这个问题的答案就隐藏在我们的皮肤下面。他与来自德国波茨坦哈索·普拉特纳研究所的Patrick Baudisch、Sijing You、Lung-Pan Cheng和Sebastian Marwecki联手研发了一款简单的可穿戴设备,利用电子肌肉刺激(即Electrical Muscle Stimulation,简称EMS)来直接向用户的肌肉传送感觉,与物理治疗中使用的刺激方法比较类似。

可穿戴设备能让你体验更加真实的VR感受

他介绍说:“我们对这方面着实很感兴趣,希望能够利用大家认为不可能的方式,也就是这种虚拟墙壁的方式,来模拟出真实的身体感觉。”

Lopes和他的团队发现,他们能够利用体验者自己的肌肉来创造出一种真实的受阻的感觉。具体来说,就是通过触动他们的反向肌肉群组,来产生一种碰到真实物体受到的反作用力或者阻力的感觉。同理,他们还能够通过把小型可穿戴设备与固定在皮肤上的电极连接起来,让用户体验到在虚拟现实中“托着”大型方块或者用力按住一个虚拟按钮的感觉。

Lopes团队研发的这套可穿戴装置包含有8个电极,分别固定在左右两边的前臂、肱二头肌、肱三头肌和肩膀上。这8个电极需要与医学专用的八电流通道肌肉刺激器连接到一起,而这些刺激器则是受虚拟现实模拟器控制的。整个装置十分紧凑小巧,可以直接背在身上,完美体现了Lopes的研究目的。不过,Lopes表示,他本人并不是产品的设计者,希望将来能够进一步优化产品设计,并且计划进行商业推广。

一款能够模拟出物理结构效果的可穿戴设备,能够让用户以一种更加真实的方式来探索虚拟世界。与以往在游戏中用手指简单通过虚拟墙壁的感觉不同,这款设备能够让你的整个身体都感觉到碰到墙壁产生的那种真实阻力。更夸张的是,如果你愿意尝试含有一些危险因素的虚拟体验,那设计师们还可能会让电极“喷火”,让你感受到手指被大力推开的真实感觉。

可穿戴设备能让你体验更加真实的VR感受

Lopes解释说:“这款产品最大的发展潜能,就在于它能够利用最少的硬件来提供最真的体验。整套装备就只是几个固定在手臂上的电极,不需要外骨骼这类大型设备。你只需要打开电极,就能立即体验到虚拟墙壁带来的阻力,感受到虚拟按钮和方块的重量。”

说实话,这项技术本身并不新鲜,因为电子肌肉刺激用于物理治疗和力量训练已经有几十年的历史了。除了这款可穿戴设备,Lopes还负责过其他一些科研项目。其中包括让振动深入到用户身体中去,让他们在虚拟世界中体验真实的感觉;还包括一个艺术项目,在这个项目中,刺激产生的力量会强迫用户不停地摇动机器杠杆。其实,Lopes早在三年前就研究过如何在虚拟现实中模拟墙壁阻力,但并没有取得什么成果。当时他发现,不管电子肌肉刺激的时间是长还是短,收获的效果都比较小,因为人们已经习惯了那种振动。但在这一次的研究项目中,Lopes发现刺激突发的时间越短,产生的效果越好。

为了测试用户最为真实的感受,Lopes让体验者在虚拟房间中尝试去推不同的“墙壁”,并且询问他们每一次推完之后的感受。他总结说:“我们发现,如果让体验者感受短短300毫秒的脉冲,那他们虽然不知道阻力来自哪个方向,但是身上的肌肉会做出反应。因为在如此短暂的时间里,他们根本没有时间去理性思考,所做出的都是最为真实的反应。”

除了Lopes团队,研究电子肌肉刺激的机构还有很多。比如说,虚拟现实系统TreeSense就利用电子肌肉刺激,来让用户体验当一棵大树的感觉。再比如说,英国公司Teslasuit研发的虚拟现实全身触控体验套件,也使用了电子肌肉刺激。但是Lopes指出,任何利用手套为载体的技术,或者是依靠机械零件的技术,其实都会抑制用户的真实感觉。

举个例子,有些手套虽然内置有能够触动手指的电机,听上去很炫酷,但其实戴上手套之后用户就无法抓拿物体了,更别说感受到来自墙壁的真实阻力。因此,Lopes认为将电极固定在手臂上,能够让虚拟体验更加逼真。

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