Хандс Он: Како ће хаптиц технологије донијети додир ВР-у

Реклама

Скоро сви импресиван Зашто ће технологија виртуалне стварности разнијети свој ум за 5 годинаБудућност виртуелне стварности укључује праћење главе, очију и израза, симулирани додир и још много тога. Ове невероватне технологије биће вам доступне за 5 или мање година. Опширније До сада урађен ВР рад фокусиран је на само два чула: вид и слух. То је сјајан почетак и онај који ће омогућити много тога снажна искуства ВР ће се заувек променити у филмском стваралаштву: Ево какоВиртуелна стварност је нов начин комуникације са гледаоцем, а многи људи који имају позадину у традиционалном филмском стварању виде могућности као узбудљиве. Опширније , али је непотпуно. Да бисте у потпуности уронили кориснике у интерактивна окружења виртуалне стварности, биће потребно изградити периферне уређаје који у потпуности могу да укључе ваш осећај додира.

Нажалост, додир је много тежи смисао од будале од вида. Када је у питању вид, све хардвер мора учинити је да прекине сигнале који путују у очи. Кожа, насупрот томе, покрива око два квадратна метра вашег тела и артикулише компликоване двосмерне интеракције са светом.

Ово је орган који хаптичка технологија покушава изиграти, и то је тешко. Постоје велики број периферних уређаја Сљедећи корак урањања у виртуалну стварност - Разер Хидра & ОмниСада када је Оцулус Рифт у рукама програмера и ентузијаста (прочитајте мој опсежни преглед Оцулус Рифт-а), рад на потрошачкој верзији је у току. Развијају се нове игре, постојеће ... Опширније које постоје како би се помогло у изградњи урањања, али ниједно тренутно не пружа заиста упечатљива хаптичка искуства.

Проблем се погоршава јер стимулација коже нема дугу историју истраживања на којој раде оптички дисплеји. Прва употреба екранског екрана за поновно стварање слике била је 1907. године и требало је истраживачима и инжењерима скоро цео век да се прикажу мали и тачни довољно да омогуће добро искуство виртуелне стварности. Еквивалентно путовање, на додир, тек почиње.

У овом ћемо чланку данас истражити неке технологије у развоју које могу пружити одређени осећај додира ВР корисницима. Технологије сам рангирао по квалитету искуства које могу потенцијално да пруже и колико је рада потребно да би се комерцијализовали.

Тутњава

Један једноставан начин за пружање повратних информација о рудиментарној сили је употреба једноставних вибрирајућих мотора који су пронађени у паковањима модерних видео игара. Оне попримају нову димензију у ВР-у, јер могу повезати одређене вибрационе фреквенције и интензитете са границама виртуалних објеката.

Корисници могу осетити мали замах када додирују објект или елемент УИ и јачи пулс када га активирају (слично као повратна спрега на модерним екранима паметних телефона).

Ова врста повратних информација могла би се такође користити за преношење текстуре површина. Са јединицом за повратну информацију о снази на сваком прсту, као у случају Глове1, ова би технологија могла бити корисна за навигацију кроз виртуелна сучеља са затвореним очима. Упркос томе, ова технологија пружа веома спартански, функционалан приступ у додиру и никад неће бити пуно за прављење уроњења.

Скин Схеар Хаптицс

Технологија смицања коже заснива се на изненађујућој чињеници о нашем осећају додира, а то је да пре свега судимо о лаганом, неболаном притиску степеном до које наша кожа клизи около (нешто што лако можете испробати нежним додиривањем места на кожи и клизањем вашег прст.

Како се кожа растеже, осећај притиска расте. Ово је прикладно, јер је смицање коже нешто што је лако механички репродуковати, а може пружите илузију сталног притиска, нешто што није могуће једноставном вибрирањем моторни.

Тренутно је најнапреднија примена ове технологије контролер Тацтицал Хаптицс, који се прикључује на СТЕМ систем управљања кретањем и пружа грубе повратне информације о притиску као одговор на виртуелне интеракције попут повлачења пиштоља, померања штапа кроз материјал и пребацивања виртуелне тежине на виртуелном ланац.

Резултати су изненађујуће уверљиви због једноставности механизма. Лако је замислити да направите рукавицу која пружа такву врсту повратних информација с више прецизности, омогућавајући виртуелно објекти ће имати густину, ако не и чврстину: предмети се могу осећати тврдо, једноставно неће моћи да зауставе кретање руку корисника.

Ово је велико побољшање, иако има многа иста ограничења као и једноставна тутњава - чиста технологија коже може преварити осећај додира, али не може преварити проприоцепцију (интуитивни осећај где су вам удови и како су креће се). Чак и ако им кожа корисника каже да је ударио нешто чврсто, њихови мишићи знају да њихова рука непрекидно се креће кроз њу.

Роботске арматуре

Ово је део у којем све почиње помало чудно. Рецимо да технологија мора бити у стању да спречи кориснике да гурају руке кроз предмете, како би се створила убедљивија илузија чврстине. То значи да требате налагати силу на уду из неког спољног референтног оквира.

Најједноставнији начин да то постигнете је употреба роботике, која се причвршћује или на ваше тело или на земљу, спречавајући његово кретање ван граница виртуелне геометрије.

За само руку (омогућава кориснику да зграби и осјети чврстину виртуалних предмета, то изгледа отприлике овако.

Некако застрашујуће, зар не? Па, постоји много ствари које рукавица још увек не може да уради. Шта ако је предмет који додирнете тежак? Шта ако је то нешто чврсто, попут зида, које се мора одупријети покретима с рамена и лактова, као и зглобу и прстима? Па, онда вам треба нешто овако:

Веб локација циберглове не наводи цену уређаја у горњем видео снимку, али други системи попут њега имају стотине хиљада долара. Део разлога је тај што само неколико индустријских и војних организација заправо купују ове уређаје (и то у веома малом броју), што повећава цену.

Други део је да су то заиста импресивни комади опреме на техничком нивоу. Размотрите шта је неопходно за пружање убедљивог хаптичког повратног искуства додиривања чврстог предмета. Ако корисник наслони руку на виртуелни зид и гурне га, систем мора открити кретање, консултовати се са симулацијом да би утврдио да ли додирују чврсти предмет, а затим физички (и флуидно) померите арматуру да се одупре кретању и вратите корисничку руку у првобитни положај.

Све то треба остварити пре него што мозак региструје да је кретање започело. То је огроман технички изазов, па чак ни најбољи хардвер данас то не постиже савршено.

Друго ограничење, осим изазова смањења трошкова производње на прихватљив ниво, има везе са тим да технологија постане погодна. Буквално везање у сложене и моћне механичке арматуре има с тим повезане велике психолошке препреке. Неупитно је да ли ће корисници бити спремни да се такво непријатност редовно муче, чак и ако је технологија довољно софистицирана да пружи добро искуство.

Најближа овој технологији која се поставља на нивоу потрошача је у облику уређаји попут Додирните нешто што нема - Хаптиц Тецхнологи [МакеУсеОф Екплаинс]Хаптицс је технологија додира. У контексту виртуалног окружења, то би значило моћи додирнути и осјетити нешто што дословно не постоји, али то сигурно није његова једина употреба. Од ... Опширније Новинт Фалцон. Фалцон није уређај виртуелне стварности, с обзиром на то да је његов радни простор сфера само неколико центиметара - то рекао је да пружа високу прецизност, повратну повратну снагу од три оси и једини је уређај који има потрошачку цену тако.

Новинт већ неко време ради на егзоскелету који се зове оружје под називом Ксио, мада се чини да је тај пројекат за сада у уској вези, услед финансијских проблема компаније.

Потенцијално, ове врсте арматура могу се учинити једноставнијим и јефтинијим применом електроактивних полимера - вештачких 'мишића' направљени од пластике која се скупља као реакција на електричну струју и углавном су јефтинија и компактнија од еквивалентних линеарних мотора.

Акустична повратна веза

Потпуно независан приступ проблему је коришћење фазних ултразвучних мрежа за стварање густих интерференцијални обрасци у ваздуху који кожа региструје као чврсте и могу да дају стварне вредности отпор. Технологија се може користити за пројицирање виртуелних 3Д објеката у ваздух које корисници могу додирнути, а чворови пресека таласа притиска производе оригиналну силу на рукама корисника.

На први поглед ово може изгледати као чаробни метак за ВР хаптичке повратне информације. Нажалост, постоје и нека ограничења. Резолуција је ограничена фреквенцијским одзивом звучника, као и њиховим бројем: могућност покривања великог просторног подручја није нужно практично.

Што је још важније, постоји значајно "цурење" - акустична енергија формира непажљиве чворове и полу-чворова у простору око којег се стварају намерни обрасци (нешто у чему можете да видите уље). Притисци које производи овај систем су врло слаби: покушај да се они скалирају до волумена који могу да искажу вишеструко килограми притиска на ваше тело укључивали би огромну количину енергије и могли би бити физички опасни корисника.

Стимулација живаца

И на крају, имаћемо времена да се дотакнемо више спекулативне технологије. Један начин (неки људи тврде да је крајњи начин) да се повежете са осећајем додира јесте директно стимулисање живаца у рукама, кичми или мозгу корисника. Радећи ово, могуће је преварити додир, проприоцепцију, читавих девет метара - укључујући сензације попут температуре које би било непрактично постићи с оделом или роботском арматуром. Потенцијално, научници би могли све то да ураде без да захтевају гломазна робот-одијела или фазне акустичке мреже.

На овом фронту су већ обављени неки радови на пољу протетичких удова, директно тапкајући у одсечене живце да шаљу сигнале са сензора у протезу да би створили синтетички осећај додир.

Мотивација мозга може пружити сличне повратне информације. Основни проблем ове врсте технологија је тај што им је потребна прилично инвазивна операција да би могли инсталирати нервне интерфејсе - операцију која је код здравих људи неприхватљиво ризична. Такође су прилично грубе и грубозрнасте, у погледу прецизности повратних информација.

Да би ово било практично као парадигма хаптичког интерфејса, заиста морате бити у могућности да резолуцију електроде сучеља постигнете много финији и смањите инвазивност поступка. Овдје постоји неколико приступа, у распону од нанотехнологија Како нанотехнологија мења будућност медицинеПотенцијал за нанотехнологију је без преседана. Прави универзални монтери ће довести до дубоке промене у људском стању. Наравно, још је дуг пут. Опширније и то оптогенетика Контрола мозга светлошћу: Могућа је оптогенетикаТоком последњих неколико година, појавила се нова техника названа "оптогенетика", која ће научницима помоћи да разоткрију тајне мозга (и лече његове поремећаје) на потпуно нови начин. Опширније , али чини се сигурним рећи да су велики помаци мало вероватни у наредних неколико година.

Будућност додира

Још су рани дани за виртуелну стварност, а још увек нема широке потражње потрошача за хаптичким интерфејсима - али биће. Огроман златни налет иновација виртуалне стварности тек почиње, а вјероватно ћемо видјети све ове технике у годинама које долазе.

Речено је да ниједна од тренутних технологија не изгледа савршено. Сви они имају бар један озбиљан недостатак, било у погледу квалитета осећаја који могу пружити, или препрека њиховој употреби. Сасвим је могуће да евентуално „савршено“ решење за ВР улаз још није пронађено. Ако је то случај, нестрпљив сам да видим шта ће следећи програмери смислити.

Да ли сте узбуђени због хаптичких ВР интерфејса? Постоји ли узбудљив производ или технологија коју овде нисмо обухватили? Јавите нам у коментарима!

Имаге Цредитс: Ханд цатцх Виа Схуттерстоцк