MIT設計的柔性機器人袖套利用氣囊提供更好的虛擬觸摸體驗
為了讓VR 環境看起來更真實,如果能在虛擬世界中體驗觸摸的感覺,肯定會有所幫助。 一種特殊的套筒很快就能讓人們更好地做到這一點,它使用的是空氣而不是電動馬達。
在我們迄今為止所看到的大多數觸覺回饋系統中,被觸摸的感覺都是透過小型電機式致動器陣列來實現的,這些致動器會對皮膚產生振動。 根據這些振動的強度、持續時間和順序,可以模擬出被輕拍、撫摸或擠壓等感覺。
一種替代方法是用更輕、更不複雜、更節能的可充氣彈性體袋代替馬達。 這些氣動致動器透過選擇性地充氣和膨脹來模擬觸摸,並在充氣和膨脹的同時向下按壓皮膚。
為了充分向下按壓,必須防止致動器在充氣時向其他方向膨脹。 因此,這類系統通常被安裝在相對笨重的外骨骼中,並由剛性部分引導小袋膨脹。
這就是Haptiknit 系統的用武之地。 該系統由Allison Okamura 教授領導的史丹佛大學團隊與麻省理工學院的同事合作開發。
該裝置目前正在以原型套筒的形式進行演示,套筒共包含八個氣動致動器,每四個為一排。 每個小袋都可以透過連接到臂戴式電池幫浦的細軟管單獨充氣和放氣。
套管的主體由尼龍和棉纖維編織而成。 不過,在容納致動器的圓盤狀部分也使用了熱塑纖維。
編織完成後,科學家將這些區域加熱,使熱塑性纖維熔化,冷卻後變硬。 然後,這些區域就形成了致動器的剛性外殼,將它們的膨脹向下引向穿戴者的皮膚。
Okamura說:”柔性機器人領域面臨的一個挑戰是如何將硬的和軟的東西粘在一起–它們容易分層。但將這些纖維編織在一起,就能實現從硬的部分到軟的部分的完全無縫過渡,因為它是一種連續的織物。
袖子由一個臂戴泵提供動力,該技術的商業版本可以將其小型化蘇珊-威廉斯,麻省理工學院自組裝實驗室
在對這項技術進行評估時,研究人員在32 名志願者身上測試了Haptiknit 套筒和由八個電動致動器組成的類似陣列。 結果發現,使用Haptiknit 系統,測試對象能夠更好地確定手臂上各個虛擬點擊的位置。
此外,測試者還成功地利用套筒,透過一個接一個地依序激活小袋,實現了虛擬撫摸的感覺。 更重要的是,由於參與者認為裝置舒適且易於使用,這項技術最終可能會應用於VR 以外的領域。
Okamura說:”無論目的是娛樂、交流、訓練還是身體輔助,這都真正將這些可穿戴設備帶向了人們在日常生活中可能真正想要使用的東西。”
最近發表在《Science Robotics》雜誌上的一篇論文介紹了這項研究。 您可以在下面的影片中看到該套筒在手臂按壓時的動作。
針織觸覺氣動套筒(2023 年世界觸覺大會示範)