Тактильное устройство на основе оригами, которое могло бы улучшить восприятие виртуальной реальности
Производительность и реалистичность технологии виртуальной реальности (VR) значительно улучшились за последнее десятилетие, позволяя пользователям погружаться в цифровой контент способами, которые ранее были недоступны. Технология, скорее всего, продолжит развиваться в течение следующих нескольких лет, внедряя дополнительные функции и компоненты, которые еще больше задействуют пять органов чувств.
Исследователи из Университета Уэстлейк, Института перспективных исследований Уэстлейка и других университетов Китая недавно создали новое тактильное устройство, которое может повысить точность и реалистичность виртуальных впечатлений. Это устройство, представленное в Nature Machine Intelligence, частично вдохновлено азиатским искусством складывания бумаги оригами.
«Меня всегда интересуют актуальные темы не только из академических кругов, но и из отраслей промышленности», — сказал Tech Xplore Ханьцин Цзян, один из исследователей, проводивших исследование. «С 2019 года я слежу за последними технологическими прорывами в области AR /VR. В дополнение к визуальному и звуковому восприятию важным компонентом является механическое ощущение, в частности прикосновение, но оно все еще отсутствует в существующих технологиях».
Ключевой целью недавней работы Цзяна и его коллег было создание тактильного устройства, которое могло бы позволить пользователям также определять жесткость объектов, с которыми они сталкиваются в виртуальной среде. Для этого команда черпает вдохновение в оригами, искусстве складывания бумаги для создания определенных 3D-форм или фигурок.
«Когда я учился в Университете штата Аризона, моя группа изучала изогнутое оригами и использовала его для настройки жесткости в 2020 году», — сказал Цзян. «Эта работа вдохновила нас на объединение оригами и метавселенной. В то время у нас не было подробных планов о том, как заставить это работать. После того, как я присоединился к Университету Уэстлейк в 2021 году, я получил возможность значительно расширить свою собственную группу, включив инженеров-механиков и инженеров-электриков, и разработал подробный план воспроизведения активных механических ощущений с использованием изогнутого оригами для метавселенной «.
Авторы: Даньян Чжу, Уэстлейкский университет.
Изогнутое устройство на основе оригами, созданное Цзяном и его коллегами, позволяет пользователям испытывать ощущения, сходные с теми, которые они испытывали бы, прикасаясь к различным объектам в реальной жизни, воспроизводя мягкость или жесткость этих объектов, а также любые положительные или отрицательные тактильные ощущения. По сравнению с другими тактильными устройствами, представленными в прошлом, эта система могла бы позволить людям получать ощущения, связанные с прикосновениями, поскольку они активно взаимодействуют с объектами в виртуальной среде, а не просто создавать тактильные ощущения, когда их руки неподвижны.
Устройство можно легко синхронизировать с определенным VR-контентом, чтобы создавать идеально синхронизированные тактильные ощущения и изменять восприятие пользователей при взаимодействии с различными объектами или окружающей средой. В дополнение к воспроизведению того, что люди могли бы чувствовать при прикосновении к твердым или мягким предметам, это может вызвать у пользователя ощущение раздавливания.
«Ключевым компонентом нашей системы является изогнутая панель оригами», — объяснил Цзян. «Чтобы изменять жесткость одновременно со сценами в средах виртуальной/дополненной реальности, используются двигатели для изменения углов между панелями оригами. Мы достигли того, что можно было бы назвать «активным механическим ощущением». В прошлом доминирующие технологии использовали вибрацию для воспроизведения ощущения прикосновения, которое является пассивным. Однако мы, люди, используем активные ощущения для взаимодействия с физическим окружением, и наша система могла бы лучше отражать это».
Исследователи до сих пор оценивали свое устройство в серии предварительных тестов, оценивая его способность создавать захватывающие тактильные ощущения. Их результаты показывают, что он превзошел другие существующие тактильные устройства, которые в основном используют вибрацию для получения тактильных ощущений.
В будущем их уникальный дизайн, основанный на оригами, может быть использован для дальнейшего повышения производительности технологии виртуальной реальности. Тем временем Цзян и его команда планируют продолжить работу над своим устройством, чтобы эффективно воссоздать другие тактильные ощущения.
«Теперь мы планируем привнести мультимодальные ощущения, включая активные прикосновения, текстуру, температуру и т.д.», — добавил Цзян.