Беспроводная сверхтонкая «кожа VR» обеспечивает яркие, персонализированные сенсорные ощущения в виртуальном мире.

Улучшение виртуального опыта с помощью ощущения прикосновения стало горячей темой, но сегодняшние тактильные устройства остаются, как правило, громоздкими и запутанными проводами. Группа исследователей из Городского университета Гонконга (CityU) недавно разработала передовую систему беспроводного тактильного интерфейса под названием WeTac, которую можно носить на руке, которая имеет мягкие, ультратонкие мягкие элементы и собирает персонализированные данные о тактильных ощущениях для обеспечения яркого прикосновения. опыт работы в метавселенной.

Система имеет потенциал применения в играх, спорте и обучении навыкам, социальной деятельности и удаленном управлении роботами. «Сенсорная обратная связь имеет большой потенциал, наряду с визуальной и звуковой информацией, в виртуальной реальности (VR), поэтому мы продолжали попытки сделать тактильный интерфейс тоньше, мягче, компактнее и беспроводнее, чтобы его можно было свободно использовать на руке. как вторая кожа», — сказал доктор Ю Синге, доцент кафедры биомедицинской инженерии (BME) CityU, который руководил исследованием.

Вместе с профессором Ли Венджунгом, заведующим кафедрой машиностроения (MNE), доктором Ван Лидай, доцентом кафедры биомедицинской инженерии (BME) и другими сотрудниками, команда доктора Ю разработала WeTac, сверхгибкий, беспроводная, интегрированная в кожу система виртуальной реальности. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Machine Intelligence.

Легкая беспроводная переносная наручная накладка вместо громоздких перчаток

Существующие тактильные перчатки в основном основаны на громоздких насосах и воздуховодах, питание и управление которыми осуществляется с помощью множества шнуров и кабелей, что серьезно затрудняет иммерсивный опыт пользователей виртуальной и дополненной реальности (AR). Недавно разработанный WeTac преодолевает эти недостатки благодаря своей мягкой, ультратонкой, встроенной в кожу беспроводной электротактильной системе.

Система состоит из двух частей: миниатюрного мягкого драйвера, прикрепленного к предплечью в качестве пульта управления, и накладки на руку с электродом на основе гидрогеля в качестве тактильного интерфейса.

Весь драйвер весит всего 19,2 г и достаточно мал (5 см x 5 см x 2,1 мм), чтобы его можно было закрепить на руке. Он использует беспроводную связь Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) и небольшой перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор. Накладка на руку имеет толщину всего от 220 мкм до 1 мм, с электродами на ладони. Он демонстрирует большую гибкость и гарантирует эффективную обратную связь в различных позах и жестах.

Устройство с высокой плотностью пикселей обеспечивает персонализированный опыт

«Электротактильная стимуляция — хороший метод обеспечения эффективного виртуального прикосновения для пользователей», — пояснил доктор Ю. «Однако, поскольку люди имеют разную чувствительность, одна и та же сила обратной связи может ощущаться разными пользователями по-разному. Поэтому нам необходимо соответствующим образом настроить параметры обратной связи, чтобы предоставить универсальный инструмент для всех пользователей, чтобы устранить еще одно серьезное узкое место в текущей тактильной технологии.»

Сверхмягкая функция WeTac позволяет легко отображать пороговые токи для отдельных пользователей, чтобы определить оптимизированные параметры для каждой части руки. Основываясь на персонализированных пороговых данных, электротактильная обратная связь может быть доставлена ​​​​к любой части руки по запросу в надлежащем диапазоне интенсивности, чтобы не вызывать боли или быть слишком слабой, чтобы ее можно было почувствовать. Таким образом, виртуальная тактильная информация, включая пространственные и временные последовательности, может быть точно воспроизведена на всей руке.

Пластыри WeTac надеваются на руки для обеспечения программируемых шаблонов пространственно-временной обратной связи с 32 пикселями электротактильной стимуляции на ладони, а не только на кончиках пальцев. Среднее межцентровое расстояние между электродами составляет около 13 мм, что обеспечивает широкий охват всей руки.

Устройство имеет несколько встроенных мер безопасности для защиты пользователей от поражения электрическим током , а температура устройства поддерживается в относительно низком диапазоне от 27 до 35,5°C, чтобы не вызывать теплового дискомфорта во время непрерывной работы.

Широкий спектр потенциальных применений

WeTac был успешно интегрирован в сценарии виртуальной и дополненной реальности и синхронизирован с роботизированными руками посредством связи BLE. Благодаря миниатюрному размеру, носимому и беспроводному формату, а также стратегии обратной связи, ориентированной на чувствительность, WeTac делает тактильную обратную связь в руке намного проще и удобнее для пользователя. Пользователи могут ощущать виртуальные объекты в различных сценариях, например, хватая теннисный мяч на спортивных тренировках, прикасаясь к кактусу или ощущая мышь, бегущую по руке, в социальных действиях, виртуальных играх и т. д.

«Мы считаем, что это мощный инструмент для обеспечения виртуального прикосновения, который вдохновляет на развитие метавселенной, человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) и других областей», — сказал д-р Ю.