最神奇的 VR 體驗之一就是能夠觸摸一個不存在的物體。通過提供影片和音頻的頭顯沉浸在虛擬世界中,添加觸摸在某種程度上是變革性的,物理互動以更直接的方式將用戶帶入虛擬世界。但與 VR/AR 相關的所有內容一樣,它們都是非常考驗硬體的,特別是在AR中,所有這些硬體都可能成為障礙。
觸摸必須有一些物理的東西,比如手指,用戶才能真正感受到觸覺,一般是以某種手套的形式傳輸觸覺信號,用戶需要一直戴著它。
芝加哥大學的研究人員在 CHI 2023 上發布的一篇論文中展示了一種無需 VR 手套的可穿戴系統,該系統可以為VR 隔空手勢識別帶來體感反饋,利用電流刺激在手指和手掌底部產生觸覺,而不會受到任何硬體的阻礙, 而是通過侵入手背上的神經。
這種方法取決於所謂的「牽涉痛」,即在特定位置感受到你身體的刺激後,也會在另一個地方感受到,比如不小心撞到肘部,但會感覺到手指刺痛,因為體感信號會在神經網路中傳播。
據介紹,該可穿戴體感系統通過使用電流穿過手指內部組織,通過手掌和手背的神經,可以刺激每個手指的各個部位,在手掌上創建 11 個可單獨控制的力反饋觸點,可用於模擬按鈕和感知物體形狀。
反手刺激技術之所以有效,是因為手掌和指腹具有更高的敏感性,這要歸功於手掌側大約 60 倍的機械感受器。因此手背受電池刺激時,會比手指兩側更容易感受體感,即使用電極刺激手背時,也可能讓用戶手掌有所感受。
芝加哥大學人機集成實驗室負責人 Pedro Lopes 表示:「電觸覺刺激並不能模擬真正的觸摸,它確實更像是輕拍皮膚。要感受到恆定的壓力,仍然有一些改進要做,如果持續抓住觸摸一分鐘,就會開始注意到這與真正的觸摸不同。」
在用戶研究中,大多數參與者報告說,儘管電極安裝在背側,但他們的手掌側有超過 90% 的觸覺,而且位置定位也相當強大。在幾種潛在的應用場景中,包括泥塑、DJ、攀岩等,參與者評論說「感覺本身是溫暖和刺痛的」、「我感受到了我所期望的感覺」。
Lopes 表示,除了能夠感覺到觸覺之外,他們已經建立了產生紋理感覺的系統,這是通過向電極發送連續波形(而不是短脈衝)來實現的。