虚拟现实=VR眼镜?这个想法可能早已过时了。在主打VR的电影《头号玩家》中,角色们都戴有触觉反馈手套,能够感受到“手中”的虚拟物体。通过全身的VR套装,他们还能感到施加于身体的冲击力,甚至爱抚时的温柔触碰。如今,这样的场景都有望实现了,虚拟现实不再局限于视觉和听觉,也将拓展人类的另一种感官——触觉。
工程师们正致力于为电子游戏创造真实的触觉感受,而在人机交互中增加触觉技术,也能加强我们对机器的控制,增强假肢的功能,促进教育,方便导航、沟通甚至在线购物。“在过去,触觉技术一直专注于设备的提醒功能,比如手机或手柄的振动反馈。
”计算机科学家希瑟·卡尔伯森(Heather Culbertson)说,“但现在应用重点已经变了,人们专注于让东西摸起来更自然,让它们有更接近天然材料的触感,还原自然交互的感觉。”
三种不同的触觉设备:抓握式、穿戴式、触摸式 | Knowable Magazine
抓握式:抓好,抓紧
不可否认,精准操作机器人是非常困难的,但触觉设备能助你一臂之力。以手术机器人为例,医生用它实施远程手术,操作非常精细的工具,或者执行人手无法完成的任务。大量研究表明,给手术机器人添加触觉反馈能提高手术精度,减少组织损伤和手术时长。触觉反馈还可以让医生在VR手术中进行零风险训练,同时体验到实际切割和缝合的感觉。
穿戴式:转化感觉信息
抓取式的设备通常利用的是动觉感受:运动、位置和力的作用产生的感觉,由皮肤、肌肉、肌腱和关节中的神经元传导。穿戴式设备则利用的是皮下神经传导的触觉感受——压力、摩擦或温度。大部分该类装置都是佩戴在手指上的。当在虚拟现实中触摸物体时,设备以相应力度按压指尖。但是最近有一款设备拥有相同类型的反馈,却无需覆盖到指尖的部位。相反,它可以戴在我们戴戒指的手指部位,并且有一块马达来拉伸手指皮肤。
这样,我们既能自由地与现实物体交互,也能感知到“虚拟”物体。
触摸式:触手可感点击屏幕并获得振动反馈,这已经是智能手机的标配了。随着技术的发展,我们能在屏幕上感受到更多触觉信息吗?当然可以。比如,卡尔伯森正在开发一种“数据驱动触觉”设备,它能逼真地模拟物体表面的粗糙度、硬度和光滑度。这种模拟并不依赖于复杂的算法和物理模型,只需要收集物体划过各种表面材料时的数据。
当你用笔划过屏幕时,就能在屏幕上获得相应的振动反馈——不同的振动对应不同的纹理。该技术的潜在应用包括线购物和虚拟博物馆。