Gefühl von Wänden Neues Gerät simuliert, feste Objekte in der virtuellen Realität

Virtual-Reality-Systeme von heute können fesselnde visuelle Erlebnisse schaffen, aber nur selten erfassen sie ermöglichen es Benutzern, etwas zu fühlen - insbesondere Wände, Geräte und Möbel. Ein neues Gerät verwendet jedoch mehrere Strings an die Hand befestigt und Finger das Gefühl von Hindernissen und schweren Gegenständen zu simulieren.

Durch das Sperren der Saiten, wenn die Hand des Benutzers in der Nähe einer virtuellen Wand ist zum Beispiel das Gerät simuliert das Gefühl der die Wand zu berühren. In ähnlicher Weise ermöglicht der Zeichenfolge Mechanismus Menschen die Konturen einer virtuellen Skulptur zu fühlen, Widerstand Sinn, wenn sie auf einem Möbelstück zu schieben oder sogar ein hohes fünf zu einem virtuellen Charakter.

Cathy Fang, der von CMU nächstem Monat mit einem gemeinsamen Abschluss in Maschinenbau und Mensch-Computer-Interaktion graduieren, sagte die Schulter montierte Vorrichtung Vorteil gefederter Saiten nimmt das Gewicht zu reduzieren, verbrauchen weniger Energie und Kosten niedrig zu halten.

„Elemente wie Wände, Möbel und virtuelle Charaktere sind die Schlüssel zu immersiven virtuellen Welten bauen und zugleich moderne VR-Systeme kaum mehr tun, als Vibrieren Handsteuerungen“, sagte Chris Harrison, Assistant Professor in CMU Mensch-Computer Interaktion Institute (HCII). Benutzer Auswertung der Mehrfachzeichengerät, wie Co-Autoren berichtet Harrison, Fang, Ingenieur Robotics Institute Matthew Dworman und HCII Doktorand Yang Zhang, fand es war realistischer als andere haptische Techniken.

„Ich denke, die Erfahrung Überraschungen schafft, wie wenn Sie interact mit einem Geländer und die Finger um ihn herum wickeln kann“, sagte Fang. „Es macht auch Spaß, das Gefühl von unregelmäßigen Objekten, wie zum Beispiel einer Statue zu erkunden.“

Das Forschungsarbeit des Teams wurde ein bestes Papier von dem Human Factors in Computing System (CHI 2020) benannt, die für diesen Monat geplant war, aber aufgrund der COVID-19-Pandemie abgebrochen. Das Papier wird nun im Tagungsband in der Association for Computing Machinery der digitalen Bibliothek veröffentlicht.

Andere Forscher haben Strings haptisches Feedback in virtuellen Welten zu schaffen, aber in der Regel Motoren sie verwenden, um die Saiten zu steuern. Motoren würden nicht Arbeit für die CMU-Forscher, der einem System, das sowohl leicht genug, um in Betracht gezogen zu durch den Benutzer und erschwinglich für die Verbraucher getragen werden.

„Der Nachteil an Motoren ist sie viel Energie verbrauchen“, sagte Fang. „Sie sind auch schwer.“

Anstelle von Motoren, die Team gebrauchte gefederte Retraktoren, ähnlich denen in Schlüsselanhänger oder Ausweise zu sehen. Sie fügten einen Ratschenmechanismus, der schnell mit einem elektrisch gesteuerten Riegel arretiert werden kann. Die Federn, keine Motoren, halten die Saiten gespannt. Nur eine geringe Menge an elektrischer Energie benötigt wird, um die Verriegelung zu engagieren, so dass das System energieeffizient und kann mit Batteriestrom betrieben werden.

Die Forscher mit einer Reihe von verschiedenen Zeichenkette und String-Platzierungen experimentiert, schließlich dem Schluss, dass eine Saite an jede Fingerspitze angebracht, ein an die Handfläche und eine am Handgelenk die beste Erfahrung zur Verfügung gestellt. Ein Sprung Bewegungssensor, die Bewegungen der Hand und Fingerspuren, ist mit dem VR-Headset angebracht. Wenn es feststellt, daß die Hand eines Benutzers in der Nähe zu einer virtuellen Wand oder einem anderen Hindernis, so werden die Ratschen in einer Folge auf solche virtuelle Objekte geeignet Eingriff. Die Riegel lösen, wenn die Person ihre Hand zurückzieht.

Die gesamte Vorrichtung weniger wiegt als 10 Unzen. Die Forscher schätzen, dass eine Massenproduktion Version weniger als 50 $ kosten würde.

Fang sagte, das System für die VR-Spiele geeignet sein würde und Erfahrungen, die mit physischen Hindernissen und Objekten, wie ein Labyrinth beinhalten die Interaktion. Es könnte auch für Besuche in virtuellen Museen verwendet werden. Und in einer Zeit, als physisch Einzelhandelsgeschäfte besuchen nicht immer möglich ist, „könnte man es auch in einem Möbelhaus zu kaufen nutzen“, fügte sie hinzu.

Quelle: Carnegie Mellon University. "New device simulates feel of walls, solid objects in virtual reality: Strings attached to hand, fingers create more realistic haptic feedback." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200428084655.htm>.