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虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的性能和真實(shí)感在過去十年中得到了顯著改善，使用戶能夠以以前無法訪問的方式沉浸在數(shù)字內(nèi)容中。該技術(shù)很可能會(huì)在未來幾年繼續(xù)發(fā)展，引入更多功能和組件，進(jìn)一步吸引五種感官。

西湖大學(xué)、西湖高等研究院和中國其他大學(xué)的研究人員最近創(chuàng)造了一種新的觸覺設(shè)備，可以提高虛擬體驗(yàn)的保真度和真實(shí)感。該設(shè)備在NatureMachineIntelligence中展示，部分靈感來自亞洲折紙藝術(shù)。

“我一直對(duì)熱門話題感興趣，不僅來自學(xué)術(shù)界，還來自工業(yè)界，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一姜漢清告訴TechXplore。“從2019年開始，我一直在關(guān)注AR/VR領(lǐng)域的最新技術(shù)突破。除了視覺和聽覺感知之外，機(jī)械感覺，特別是觸覺，是一個(gè)重要的組成部分，但在現(xiàn)有技術(shù)中仍然缺失。”

【資料圖】

Jiang和他的同事最近工作的主要目標(biāo)是創(chuàng)建一種觸覺設(shè)備，該設(shè)備可以讓用戶檢測(cè)他們?cè)谔摂M環(huán)境中遇到的物體的硬度。為此，該團(tuán)隊(duì)從折紙藝術(shù)中汲取靈感，折紙藝術(shù)可以創(chuàng)建特定的3D形狀或圖形。

“當(dāng)我在亞利桑那州立大學(xué)時(shí)，我的團(tuán)隊(duì)研究了彎曲折紙，并在2020年用它來調(diào)整剛度，”Jiang說?！斑@項(xiàng)工作啟發(fā)了我們將折紙和元宇宙結(jié)合起來。當(dāng)時(shí)我們還沒有詳細(xì)的計(jì)劃如何讓它發(fā)揮作用。我在2021年加入西湖大學(xué)后，我獲得了帶寬，可以極大地?cái)U(kuò)展自己的團(tuán)隊(duì)，包括機(jī)械工程師和電氣工程師，并提出了一個(gè)詳細(xì)的計(jì)劃，使用彎曲的折紙為元宇宙復(fù)制活躍的機(jī)械感覺?！?/p>

由Jiang和他的同事創(chuàng)造的基于折紙的彎曲裝置可以讓用戶感受到與他們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中觸摸不同物體時(shí)所感受到的相似的感覺，復(fù)制這些物體的柔軟度或硬度，以及任何積極或消極的觸覺感覺。與過去推出的其他觸覺設(shè)備相比，該系統(tǒng)可以讓人類在與虛擬環(huán)境中的物體積極互動(dòng)時(shí)獲得與觸摸相關(guān)的體驗(yàn)，而不是簡(jiǎn)單地在手靜止時(shí)產(chǎn)生觸覺。

該設(shè)備可以輕松地與特定的VR內(nèi)容同步，以產(chǎn)生完美的定時(shí)觸覺，并改變用戶在與不同對(duì)象或環(huán)境交互時(shí)的感知。除了重現(xiàn)人類在觸摸較硬或較軟的物體時(shí)的感覺，它還可以讓用戶產(chǎn)生壓碎的感覺。

“我們系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是一個(gè)彎曲的折紙面板，”江解釋道?！盀榱嗽赩R/AR環(huán)境中與場(chǎng)景同時(shí)改變剛度，電機(jī)被用來改變折紙面板之間的角度。我們獲得了所謂的‘主動(dòng)機(jī)械感覺’。”過去，主導(dǎo)技術(shù)使用振動(dòng)來復(fù)制觸覺，這是被動(dòng)的。但是，我們?nèi)祟愂褂弥鲃?dòng)感覺與物理環(huán)境交互，我們的系統(tǒng)可以更好地反映這一點(diǎn)。”

到目前為止，研究人員已經(jīng)在一系列初步測(cè)試中評(píng)估了他們的設(shè)備，評(píng)估了它創(chuàng)造沉浸式觸覺體驗(yàn)的能力。他們的結(jié)果表明，它優(yōu)于其他主要利用振動(dòng)產(chǎn)生觸覺的現(xiàn)有觸覺設(shè)備。

未來，他們獨(dú)特的基于折紙的設(shè)計(jì)可用于進(jìn)一步提升VR技術(shù)的性能。與此同時(shí)，Jiang和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)研究他們的設(shè)備，以有效地重建其他觸覺。

“我們現(xiàn)在計(jì)劃引入多模式感覺，包括主動(dòng)觸摸、紋理、溫度等，”Jiang補(bǔ)充道。