Тактильный браслет и «псевдо-тактильная» визуализация делают виртуальное прикосновение более правдоподобным.
С прицелом на не столь отдаленное будущее, когда некоторые люди проводят большую часть или все свое рабочее время в расширенной реальности, исследователи из Университета Райса, Медицинского колледжа Бэйлора и лаборатории Meta Reality Labs нашли способ без помощи рук передать правдоподобные тактильные ощущения в виртуальной среде.
Пользователям виртуальной реальности (VR) обычно нужны портативные устройства, такие как тактильные контроллеры или перчатки, чтобы испытать тактильные ощущения прикосновения. Новая «мультисенсорная псевдотактильная» технология, описанная в исследовании, использует комбинацию визуальной обратной связи от гарнитуры виртуальной реальности и тактильных ощущений от механического браслета, который сжимает и вибрирует запястье.
Разработчики носимых устройств хотят сделать виртуальный опыт более реалистичным, и для тактильных ощущений они в значительной степени пытались сделать это, воссоздавая силы, которые мы ощущаем кончиками пальцев, когда манипулируем объектами. Вот почему сегодняшние носимые тактильные технологии часто громоздки и обременяют руки,говорит соавтор исследования Марсия О’Мэлли руководитель Лаборатории мехатроники и тактильных интерфейсов Райс.
О'Мэлли сказала, что это проблема в будущем, потому что комфорт будет становиться все более важным, поскольку люди проводят больше времени в виртуальной среде. Для длительного ношения команда хотела разработать новую парадигму. Обеспечение правдоподобной тактильной обратной связи на запястье освобождает руки и пальцы, позволяя носить их в течение всего дня, как смарт-часы, к которым мы уже привыкли.
Haptic, или тактильность, относится к чувству осязания. Он включает в себя как тактильные ощущения, передаваемые через кожу, так и кинестетические ощущения от мышц и сухожилий. Наш мозг использует кинестетическую обратную связь, чтобы постоянно ощущать относительное положение и движения наших тел без сознательных усилий. Псевдогаптика — это тактильные иллюзии, смоделированные переживания, которые создаются путем использования того, как мозг получает, обрабатывает и реагирует на тактильные и кинестетические сигналы.
Псевдогаптика не нова. Зрительные и пространственные иллюзии изучаются и используются уже более 20 лет. Например, когда вы двигаете рукой, мозг имеет кинестетическое ощущение того, где она должна быть, и если ваш глаз видит руку в другом месте, ваш мозг автоматически принимает к сведению. Намеренно создавая эти несоответствия, можно получить тактильную иллюзию, которую ваш мозг интерпретирует как «Моя рука натолкнулась на объект». Самое интересное в псевдо-тактильности заключается в том, что вы можете создавать эти ощущения, не обременяя руки аппаратными средствами,сказала О'Мэлли.
В то время как дизайнеры виртуальных сред годами использовали псевдотактильные иллюзии, вопрос, лежащий в основе нового исследования, заключался в следующем: можно ли визуально управляемые псевдотактильные иллюзии казаться более реалистичными, если они подкреплены скоординированными тактильными ощущениями на запястье без помощи рук.
Эван Пезент, научный сотрудник лаборатории Meta Reality Labs в Редмонде, штат Вашингтон, работал с О'Мэлли и коллегами над разработкой и проведением экспериментов, в которых псевдотактильные визуальные сигналы дополнялись скоординированными тактильными ощущениями от Tasbi, механизированного браслета.
У Tasbi есть моторизованный шнур, который может сжимать запястье, а также небольшие вибрирующие моторы — тех же компонентов, которые передают беззвучные оповещения на мобильные телефоны — которые расположены вокруг верхней, нижней и боковых сторон запястья. По тому, как они вибрируют и силе сжатия браслета, можно координировать как друг с другом, так и с движениями пользователя в виртуальной реальности.
В первоначальных экспериментах О'Мэлли и его коллеги предлагали пользователям нажимать виртуальные кнопки, которые были запрограммированы на имитацию различной степени жесткости. Исследование показало, что добровольцы могли ощущать разную степень жесткости каждой из четырех виртуальных кнопок. Чтобы еще больше продемонстрировать диапазон физических взаимодействий, которые система может имитировать, команда затем включила ее в девять других распространенных типов виртуальных взаимодействий, включая нажатие переключателя, вращение диска, а также захват и сжатие объекта.
Сохранение рук свободными при сочетании тактильной обратной связи на запястье с визуальной псевдо-тактильностью — это захватывающий новый подход к разработке привлекательных пользовательских интерфейсов в виртуальной реальности. Здесь мы исследовали восприятие пользователем жесткости объекта, но Эван продемонстрировал широкий спектр тактильных ощущений, которых мы можем достичь с помощью этого подхода, включая бимануальные взаимодействия, такие как стрельба из лука и стрелы, или восприятие массы и инерции объекта,сказала О'Мэлли.
