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2016年5月4日上证早知道

发布时间:2021-09-05 14:45:13

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看见篮球的 3D 全息投影已不稀少,但假定你能拍打、触摸这个篮球幻像,而且能感伤感染到它的弹性呢?英国格拉斯哥除夜学的一个工程师团队提出一种新编制,能创作发现跟全息投影进行物理交互的感伤沾染。▲ 超高精度模拟真实触觉反馈,比 VR/AR 更精练的虚拟交互当你用不合力度拍这个虚拟篮球时,你的手掌会感伤感染到不合的弹性力道,就像在拍一个真球,你的手、手指和手段城市有逼真的触感。而实现这样恍如科幻片里的互动体验,完全不需要可穿戴或手持外围设备,比传统的 VR/AR 系统加倍精练。这项研究的论文题目问题问题为《交互式立体显示的伪全息投影驯良动反馈》,已发布于 WILEY 智能系管辖域旗舰刊 Advanced Intelligent Systems 上。论文链接:点此直达三种模式,让虚拟篮球拍起来像真球若何做到逼真的篮球弹跳触感?研究团队打造了一个带有气动触觉反馈设备的伪全息投影。▲ 用于交互式立体显示的带有气动触觉反馈的伪全息投影如图,其斥地的系统有 3 个首要组件,分袂是伪全息显示、手势识别模块和触觉反馈设备。这些组件被连接到主计较机,并经过过程基于 Unity 平台的内部构建法度进行控制。其中,伪全息显示基于 Pepper 的鬼魂投影方案,创作发现了一种物体“漂浮”在空中的错觉;手势识别模块使得用户可用手势与虚拟对象进行交互。除视觉反馈外,该系统经过过程供给触觉反馈来供给更真实的交互感。其触觉反馈设备名为 Aerohaptics,当用户独霸虚拟物体时,该设备独霸指向用户手上的加压空气喷射,来复制触摸感伤沾染,同时它还供给位置和强度控制,以适应各类交互场景。遵循全息投影与用户之间的交互性质,Arduino 控制器单元可辩白多种操作模式,包罗恒压模式、手部标识表记标帜选择模式和手部跟踪模式。在恒压输出模式下,不管手的空间位置若何,系统城市向用户供给恒定的气动反馈,即用户会感伤感染到不异的压力。在手部标识表记标帜选择模式下,算法可以选择用户手的哪个部分(共 6 个标识表记标帜,每个指尖各 1 个 + 手掌上 1 个)是跟踪系统的方针,系统可以准确地供给气动触觉反馈给不合的手部标识表记标帜。在手部跟踪模式下,压力基于 3D 虚拟成像的拓扑与用户手的勾当交互,Arduino 控制器单元将手指速度值直接映照到压力调制单元,独霸户感伤沾染像触碰着一个真实存在的东西。比如用户试图拍打全息篮球时,将收到与拍打球时“感知”的力度成正比的气动反馈,能感伤感染到球从指尖动弹时“圆圆”的外形,和球弹回手掌时的弹跳压力改变。定位精准到手指,拍得越重反弹越猛随后,研究团队用测验考试揭穿了其系统的两项功能,即触觉反馈传递的准确定位控制和可调触觉反馈强度。首先在控制触觉反馈传递的位置方面,系统可控制空气喷射以很是高的精度指向不合位置。系统中的商业手部跟踪设备可以检测到用户手部的不合位置,包罗手指、手掌、手段等,跟踪系统驯良体喷嘴能准确控制触觉反馈的传递位置。为了证实这一点,Aerohaptics 系统被编程为按按序瞄准用户手上的单个指尖,研究人员在用户指尖上粘了纸条,这样就能够够清晰看到喷气的位置是否是是精准。从上图(d)中可以看到,空气汇合中喷在方针手指上,相邻手指上粘的纸条没有遭到干扰。其次,为了供给不合强度的触觉反馈,其系统包括一个气流控制机制,以调解喷到用户手部的空气量。这在很多情况下都很有用。比如,当用户的手离空气喷嘴越来越近或越来越远时,触觉反馈的强度可以保持不变;当用户试图活络猛拍虚拟篮球,会产生更强的触觉反应;当用户拍打幅度很轻时,球的反馈强度也会响应降落。研究人员在用户的手掌上放了一个力传感器,并记实了触觉反馈的强度,获得的图像功能显示了虚拟篮球三次硬弹跳后气流改变,然后是三次较软的气流,从而致使传递给用户手的力发生了改变。比其他全息显示功能更全Aerohaptics 系统由格拉斯哥除夜学詹姆斯・瓦奸细程学院的 Ravinder Dahiya 教授率领的可盘曲电子和感应手艺(BEST)小组斥地。Dahiya 教授说,比来几年来,触觉反馈和立体显示手艺取得了长足的进步,使我们更接近于与虚拟对象进行逼真地交互。但当前的触觉手艺经常要用到可穿戴或手持外围设备,其高成本与复杂性可能会阻碍该手艺的普及。与其他交互式全息显示对比,Aerohaptics 系统能将其他系统实现的 360° 视角、空中手势识别、触觉等功能合在一路,同时无需用户连接设备。相对其他在 3D 虚拟环境中供给触觉反馈的手艺,启动触觉反馈系统具有反馈定位和强度控制等优势,并保持较低的复杂性和低成本。结语:未来或引入嗅觉反馈整体来看,与在虚拟环境中供给触觉反馈的其他编制对比,Aerohaptics 系统是一个成本效益高的解决方案,复杂性相对较低。研究团队正在考虑给系统添加更多触觉反馈功能,比如温度改变带来的感伤沾染,嗅觉反馈也可以或许或许经过过程该系统在气流中引入各类气味来供给。随着后续进一步成长,Aerohaptics 系统具有实现多种感官彼此感染感动的潜力。这在现实生活中的独霸有相当宽广广大奔放的试探空间,比如可感触感染远程电话会议创作发现更逼真的 3D 衬着互动,帮医生在虚拟空间实行毒手的操作,或让医生远程指导机械人进行真实的手术。。
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