【科技前沿】VR世界只能看不能摸？新设备让用户“摸”到东西

       

如今的VR系统已经可以创造沉浸式的体验，但是仅限于视觉和听觉。在另一个重要的感觉——触觉——上并没有很大突破，在VR环境下，用户不能触摸到东西。 

近日，卡内基梅隆大学(CMU)在这方面取得了突破，他们开发的一种新装置，可以使用多个连接在手指上的弦来模拟触摸障碍物和重物的感觉。 

比如，当用户的手触碰虚拟世界的一堵墙时，连接着手臂和手指的弦锁死，阻止其继续前进，就能模拟触摸墙的感觉。同理，这种机械能让人“触摸”到更精细的物件，甚至可以实现在虚拟世界中和人击掌的动作。

CMU人机交互研究所助理教授Chris Harrison说：“墙壁、家具和虚拟人物等元素是构建沉浸式虚拟世界的关键，但现时的虚拟现实系统只能算是手部振动控制器。”。 

研究合著者、CMU机械工程和人机交互专业学生Cathy Fang称：“我认为这种体验会带来惊喜，比如当你与栏杆互动时，你可以用手指将栏杆包裹起来。探索不规则物体的感觉也很有趣，比如雕像。” 

此外，据他们表示，用户评价这一新系统比传统设备提供了更加真实的触觉。 

该团队的研究论文被原定于本月举行、但因为疫情取消的人机交互顶级会议CHI 2020评为最佳论文。同时，它还发表在了计算机械协会数字图书馆的会议记录上。 

现在还有其他的研究人员在用弦机构模拟虚拟世界中的触觉反馈，但问题在于，他们通常使用马达来控制弦。CMU团队，马达过于重了，这是行不通的，而且考虑到其耗电量大，用户还需佩戴更大的电池，那就更重了。 

他们设想的系统既轻到可以让用户佩戴，又能让消费者负担得起。 

为了达到这一目标，他们用一种叫弹簧式牵开器的装置替代马达。他们增加了一个棘轮机构，可以用电控锁快速锁定。只需要少量的电力就可以接合锁闩，因此系统是节能的，可以用电池供电。 

研究人员对许多不同种类的弦和不同安放位置进行了实验，最终得出结论，将每个指尖季一根弦上，手掌系一根弦上，还有一根系在手腕上，可以提供最好的体验。他们用一个跳跃运动传感器，跟踪手和手指的运动，然后连接到VR设备上。 

当它感觉到用户的手靠近虚拟墙或其他障碍物时，棘轮按照适合这些虚拟物体的顺序接合。当人把手缩回时，门闩就会松开。 

整个装置的重量不到10盎司(约283克)，并且研究人员估计，一个量产版设备的成本不到50美元。 

Fang说，该系统将适用于涉及到与物理障碍和物体互动的AR环境，也可以用来参观虚拟博物馆。甚至于，在未来你也可以用它在虚拟的家具店购物。