Новое устройство имитирует касание к стенам и твердым объектам в виртуальной реальности.

Новое устройство, разработанное в Университете Карнеги-Меллон (CMU), использует несколько струн, прикрепленных к руке и пальцам, для имитации осязания препятствий и веса предметов в средах виртуальной реальности.

Современные системы виртуальной реальности могут создавать иммерсивные визуальные впечатления, но редко позволяют пользователям почувствовать что-либо — в частности, стены, приборы и мебель. Однако новое устройство, разработанное в Университете Карнеги-Меллон, использует несколько струн, прикрепленных к руке и пальцам, чтобы имитировать ощущения от препятствий и тяжелых предметов.

Например, фиксируя струны, когда рука пользователя находится рядом с виртуальной стеной, устройство создает ощущение прикосновения к стене. Точно так же струнный механизм позволяет людям почувствовать контуры виртуальной скульптуры, ощутить сопротивление, когда они прикасаются к предмету мебели или даже дать пять виртуальному персонажу.

Кэти Фэнг (Cathy Fang), которая в следующем месяце закончит CMU, получив степень в области машиностроения и взаимодействия человека с компьютером, сказала, что устройство использует пружины — струны, чтобы снизить вес, потребление заряда батареи и поддерживать энергозатраты на низком уровне.

«Такие элементы, как стены, мебель и виртуальные персонажи, являются ключом к построению иммерсивных виртуальных миров, и, тем не менее, современные системы VR способны не более, чем реагировать вибрацией контроллера на препятствие», — сказал Крис Харрисон, доцент CMU. Пользовательская оценка многострунного устройства, о которой сообщили соавторы Харрисон, Фэнг, инженер Института робототехники Мэтью Дворман и аспирант Ян Чжан, показала, что оно более реалистично, чем другие тактильные техники.

«Я думаю, что это устройство может приятно удивить. Например, когда ты взаимодействуешь с перилами, то можешь обернуть вокруг них пальцы», — сказал Фанг. «Также весело исследовать ощущения от объемных предметов с большим количеством деталей, таких как статуя».

Исследовательская работа команды была названа лучшей на Конференции по человеческим факторам в вычислительных системах (CHI 2020), которая была запланирована на этот месяц, но отменена в связи с пандемией КОВИД-19. В настоящее время доклад опубликован в сборнике материалов конференции в цифровой библиотеке Ассоциации вычислительной техники.

Другие исследователи использовали струны для создания тактильной обратной связи в виртуальных мирах, но обычно для управления применялись двигатели. Они не подошли бы исследователям CMU, которые ставили себе целью создать устройство, достаточно легкое для ношения пользователем и доступной по цене для потребителей.

«Недостатком двигателей является то, что они потребляют много энергии», — сказал Фэнг. «Они также тяжелые».

Вместо этого команда использовала пружинные ретракторы, похожие на те, что встречаются на брелоках или идентификационных значках. Они добавили механизм, который может быть быстро зафиксирован электрической защелкой. Пружины, а не двигатели, удерживают струны натянутыми. Для срабатывания замка требуется лишь небольшое количество электроэнергии, поэтому система энергосберегающая и может работать от аккумулятора.

Исследователи экспериментировали с несколькими разными струнами и наложениями струн, в конечном итоге пришли к выводу, что прикрепление одной струны к каждому кончику пальца, одной к ладони и одной к запястью обеспечивает наиболее правдоподобное ощущение. К гарнитуре VR прикреплен датчик движения, который отслеживает движения рук и пальцев. Когда рука пользователя находится в непосредственной близости от виртуальной стены или другого препятствия, ретракторы задействуются в последовательности, подходящей для этих виртуальных объектов. Защелки отсоединяются, когда пользователь прекращает касание.

Весь прибор весит менее 300 грамм. По оценкам исследователей, серийная версия будет стоить менее 50 долларов.

По словам Фэнг, система подойдет для VR игр и опытов, связанных с взаимодействием с физическими препятствиями и объектами, такими как лабиринт. Ее также можно было бы использовать для посещения виртуальных музеев. И тогда, когда физическое посещение розничных магазинов не всегда возможно, «вы также сможете использовать ее для совершения покупок в мебельном магазине», добавила она.

Онлайн игры занимают огромную нишу в современном бизнесе и, благодаря развитию технологий и сетевых инструментов, набирают все большую популярность в мире.  Домен .game может выгодно подчеркнуть ваш проект.