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从触觉手套到触觉衣 如何在VR和AR中更好实现haptic?

导读: 精确的传感比你想象的更难实现,更别提在指尖来重现它。这就是说,一些有趣的技术,像“超触觉”和“Shock-suit”这样的,可能会激发一些灵感。

  OFweek电子工程网讯:AR和VR系统是有趣的,同时也为远程触觉技术带来创新的使用环境。受益的不仅是游戏玩家和普通消费者,也能让外科医生远程执行手术。也就是说,良好的远程触觉远远超出力反馈或微小电机产生小的震动(来自我们的手机)。

  在AR或VR的背景下,我们有很多方法来感测用户的运动、并反馈到系统中。我们可以利用用户身上的运动传感器、或者外部照相机、或反射光束。

  连接并控制一台机器,我们需要联网手套,甚至新的Myo armband。然而,当涉及到触摸虚拟、或远程可视化对象,从而获得准确的感官反馈,让指尖感触到其形状、质地、压力反应等特点,这就需要把握我们的手指如何工作的各个基本面。

  远程医疗已经被广泛研究,但其原理也是适用于AR和VR的。

  当我们用我们的手指去探索一个物体的刚度、阻尼、质地、滞后及其他特点时,我们会紧握其表面,并用两个主要类别的传感器来收集相关的数据。第一是动觉,这是指在四肢感应到的基本几何形状和压力数据(例如位置,关节的速度和致动力)。第二类是触觉,同时使用皮肤和皮下传感器。

  在医疗系统中,远程触觉系统(RHS)包括一个远程机械手用来探索动作、一个触觉感知通道用来向操作器返回信息。动觉、触觉信息均需要被传达并显示。心理学证明,如果触觉信息缺失、那么触觉辨别能力也会显著降低。

  这当然是有道理的,因为我们需要能够高分辨率的去“感觉”我们的触摸。但是精确的传感比你想象的更难实现,更别提在指尖来重现它。这就是说,一些有趣的技术,像“超触觉”和“Shock-suit”这样的,可能会激发一些灵感。

  与此同时,研究人员开始利用一点心理学知识,来消除真实世界和感测世界之间的差距。他们推测:

  “区分触摸对象柔软度所需要的一大部分触觉信息,被包含在接触物接触面上的接触力中,或者手指在物体上增加压力时接触面的扩展率中。”

  他们称这种关系为接触面积扩展率(CASR),虽然表达不完善,这种扩展可能是一个触摸完整传感的替代者。研究人员随后开始调查以触觉数据的简化形式来传达足够信息的可能性:

  “…柔软度的分辨很让人满意,能用于实际应用。”

  为了证明了推测,该团队为压电(压阻也行)材料的每侧都涂覆了金属导电层(metallic conductive),并跨导电层放置合适的仪器来测量其电压:分别为电荷放大器或惠斯登电桥和差分放大器(图1)。

  

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责任编辑:Alvin
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