現今,虛擬現實游戲及相關內容已能營造出極高的沉浸感,然而,在觸覺反饋方面卻存在明顯短板。試想,在虛擬現實環境中,能夠真切地 “感受” 到一個帶有紋理的物體,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。
這恰恰是伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究人員期望借助其全新可穿戴設備達成的目標。這款設備極為輕巧,尺寸與指尖相仿,其功能絕非僅局限于讓皮膚產生簡單振動,而是運用更為先進的技術,旨在提供更為豐富多元的觸覺感受。
該大學材料科學與工程教授約翰?A?羅杰斯(John A. Rogers)作為這款設備設計的牽頭人指出:“幾乎所有的觸覺致動器實際上都只是簡單地作用于皮膚表面,而皮膚其實能夠接收更為復雜多樣的觸覺刺激。我們研發出了一種微型致動器,它能夠朝著任意方向,或是多種方向的組合推動皮膚。借助這一裝置,我們得以采用完全可編程的方式,精細地調控復雜的觸覺感受。”
與那些僅能以不同模式發出嗡嗡振動的振動馬達不同,此項技術深入探究了觸覺是如何通過皮膚內幾種不同類型的機械感受器(可將其視作傳感器)來實現的。這些機械感受器處于皮膚的不同深度,敏感度也各有差異。
通過整合新開發的具備完全運動自由度的執行器、藍牙連接、加速度計以及微型電池,這個小巧的設備能夠無線模擬一系列豐富的感覺,涵蓋振動、拉伸、壓力、滑動以及扭轉等。它還能夠將多種感覺相互結合,并以不同的速度運作。
該執行器能夠沿著皮膚向任意方向移動,同時與眾多機械感受器協同作用,并且可以排列成陣列形式,以產生更為廣泛的觸覺效果。
從原理上看,這一裝置似乎并不復雜,或許這正是它的獨特魅力所在。一個微小的磁鐵與連接電池的線圈相連。當電流通過線圈時,便會產生磁場,進而能夠移動、推動、拉動或者扭轉磁鐵。當這些執行器組合形成陣列時,它們便能夠重現各種不同的感覺。
依據觸覺設備的安裝位置(比如安裝在手背或是指尖),板載加速度計會向系統提供相關信息,告知使用者移動速度的快慢以及移動方向。這能夠讓運動跟蹤變得更加逼真。
這項技術有望助力虛擬現實體驗中的感官反饋環節,使其能夠與我們戴上耳機時所期待的逼真、高保真的音頻和視頻效果相匹配。
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