西北大學研發的微型穿戴裝置可模擬逼真的觸覺帶來虛擬實境體驗
如今的虛擬實境遊戲和內容可以帶來相當高的沉浸感,但它們在觸覺回饋方面卻大打折扣。在虛擬實境中「感受」一個有紋理的物體,或是感受到用手撫摸華麗織物的感覺一定會很酷。這正是伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究人員希望透過他們的新穿戴式裝置實現的目標。

這款穿戴式裝置採用了先進的執行器,可以向任何方向移動,提供比振動馬達更真實的觸覺回饋
這是一款輕巧的設備,大小與指尖相當,它的功能遠不止於簡單地在皮膚上振動,而是使用更先進的技術提供更豐富的觸覺。
「幾乎所有觸覺致動器實際上都只是戳在皮膚上,」領導該設備設計的該大學材料科學與工程教授約翰·A·羅傑斯(John A. Rogers)表示。 「但皮膚能夠接受更複雜的觸覺。我們製造了一個微型致動器,它可以將皮膚推向任何方向和任何方向組合。有了它,我們可以以完全可編程的方式精細地控制複雜的觸覺。”
與僅以不同模式發出嗡嗡聲的振動馬達不同,該技術解決了觸覺如何透過皮膚內的幾種不同類型的機械感受器(您可以將其視為感測器)實現的問題。它們位於不同的深度,具有不同的敏感度。

這款穿戴式裝置可以戴在手背或指尖,並能帶來多種感覺約翰·A·羅傑斯/西北大學
透過結合新開發的完全運動自由度的致動器、藍牙連接、加速度計和微型電池,這個小玩意兒可以無線模擬一系列感覺,包括振動、拉伸、壓力、滑動和扭轉。它還可以結合感覺並以不同的速度運行。
此致動器可以沿著皮膚向任何方向移動,同時與許多機械感受器接合,並且可以排列成陣列以產生更廣泛的觸覺。
這聽起來像一個簡單的裝置,也許這就是它很酷的原因。一個微小的磁鐵連接到與電池相連的線圈。當電流通過線圈時,會產生磁場,從而移動、推動、拉動或扭轉磁鐵。當這些執行器組合成陣列時,它們可以重現不同的感覺。

這個裝置只有指尖大小,包含磁鐵、線圈、電池、加速度計和藍牙晶片約翰·A·羅傑斯/西北大學
根據觸覺的安裝位置(例如,安裝在手背還是指尖),板載加速度計會向系統提供信息,告知您移動的速度是快還是慢,以及移動的方向。這可以使運動跟踪更加逼真。
這應該有助於VR 體驗的感官回饋組件趕上我們戴上耳機時所期望的逼真、高保真的音訊和視訊。
除了提供更具沉浸感的體驗外,羅傑斯指出,它們還可以幫助實現其他新穎的應用。 「如果你用手指沿著絲綢滑動,它會比觸摸燈芯絨或粗麻布時摩擦力更小,滑動速度更快,」他說。 “你可以想像在網上購買衣服或布料並想要感受它們的質感。”
在另一個例子中,該系統可幫助將音樂聲音轉換為物理觸摸,因此使用者可以根據穿戴式裝置感受到的振動方向區分音調和樂器。
這項技術還可以幫助有視力障礙的人體驗沉浸式媒體,並導航周圍環境。該團隊關於該設備的論文將於3 月28 日發表在《科學》雜誌上。