支持手掌反馈的VR手套面世触觉增强会是VR发展的新方向吗?
发表时间: 2024-08-14 12:22:05 作者: 质量样板展示区
电影《头号玩家》十分逼真地展示了VR设备的魅力,不仅是VR眼镜,剧中角色还能通过包括触觉反馈手套在内的VR全身套装,感知虚拟物体带给身体的冲击力,甚至是抓握、抚摸的触碰感。
大家不要认为电影中的虚拟现实应用离我们还有很远,如今这样的场景已经有望实现了。虚拟现实等同于VR眼镜的概念早已过时,在视觉、听觉以外,触觉也将成为VR虚拟现实的另一拓展方向。
VR概念最早可以追溯至英国作家Aldous Huxley1932年推出的长篇小说《Brave New World》,书中提到了头戴式设备能为人们提供图像、气味、声音等感官体验,让人们更好地沉浸在虚拟世界中。
到了现代,虚拟现实技术和书中描述的大致相同,通过传感器技术模拟各种感官感受来欺骗大脑,让用户能在虚拟场景中体验身临其境的真实感受,并且在小说想象的基础上进行了升级。
近日,荷兰VR手套和力反馈方案商SenseGlove宣布正式开售旗下VR设备SensegloveNova 2,据官方介绍,这是世界上首款支持手掌反馈的无线VR触觉手套单元。这款设备包含手套和传感器,内置震动反馈,允许用户“抓握”虚拟物体、“触摸”感知虚拟物体纹理,同时支持虚拟物件主动接触反馈。
简单来说,SensegloveNova 2能提供其他VR设备不具备的真实“触感”,设备将根据虚拟物件的尺寸和种类,模拟尽可能真实的碰撞感。
Senseglove声称,SensegloveNova 2对比初代Nova在手指跟踪功能方面有了很大的进步,目前这款手套还能扩展记录拇指、中指和无名指的运动,未来有望运用在医疗/工业等用途。
售价方面,SensegloveNova 2售价高达5999美元(约合人民币43553元),同时Senseglove会根据手部尺寸,提供三种尺寸的SensegloveNova 2。很显然,SensegloveNova 2这并不是一件面向C端的产品,或者说绝大多数消费者不会耗费巨大成本去体验所谓的手掌反馈。
参考初代Nova的客户画像,SensegloveNova 2大概率被高校、汽车制造商、航空局等一众公司和组织机构采购,用于VR培训和研究。
沉浸感,是VR设备最重要的特性,VR手套则是为了逐渐增强沉浸感的科技产物。前两年VR圈掀起元宇宙热潮,Facebook改名为Meta后不久,就公布了一款触觉手套设备(下文简称Meta手套),该设备能复现抓握物体,或抚摸不一样的材质表面的触感。
听上去Meta手套与SensegloveNova 2的功能类似,但两者的实现过程存在一定的差异。据Meta介绍,Meta手套的原型成本约为5000美元,手套的每个手指上放置了15个充气塑料片,触觉交互位置被布置在贴合佩戴者手掌、手指下侧和指尖等位置上,同时该手套还能充当VR控制器,手背处的白色标记能让相机跟踪手指在空间中的运动方式,内部传感器则负责捕捉手指的弯曲方式。
当用户带着Meta手套进入虚拟世界时,手指上的充气塑料片会依据情况调整充气,模拟真实压力。若用户指尖触碰虚拟物体,还会感受到特定的触感,如果是抓起虚拟物体,手指上搭载的致动器还会变硬,这些触感配合上视觉、听觉,能给用户所带来更强的拟真感。
从外观来看,Meta手套明显比SensegloveNova 2来得笨重,不过考虑到它只是原型产品,未来还有很大的改进空间。两者主要差异体现在模拟触感技术上,SensegloveNova 2依靠的是震动反馈和力反馈技术,而Meta手套则是借鉴了软体机器人的微型气阀技术。
除了技术差异外,手套材质也是VR手套的重要一环。一副僵硬、沉重、易脱落的手套很容易让用户从虚拟体验中脱离,为了尽最大可能避免这种情况的发生,手套在重量、柔软度以及耐用度方面都有极高的要求。
目前大多数VR手套采取材料科技,将塑料、硅胶等柔性材料打造成可拉伸的新纤维,再将其缝制或针织成手套样式。其中,韩国科学技术院此前研究的硅胶VR手套,以及加州大学开发的搭载McKibben肌肉的触觉手套,就是材料科技改造VR手套的代表。
VR手套作为VR生态的重要一环,在设计之初就为了配合眼镜、耳机等别的设备,一同营造更强沉浸感的。不过受限于空间和材料,制作VR手套的成本相当高,因此未能在消费市场引起太多讨论。
随着技术小型化和材料科技的成熟,VR手套未必不能压缩成本,从而闯入消费市场。那时,我们或许就能体验到《头号玩家》中的部分VR魅力了。
VR技术的发展历史称得上波折,反复经历期望膨胀、泡沫破裂和爬升复苏的阶段。尤其是元宇宙概念破灭后,VR市场就遭遇了巨大挫折。
根据数据调查研究机构IDC报告,2023年全球VR市场出货量同比下滑了10.7%。国内市场情况更糟糕,2023年VR出货量同比下滑39.8%,仅为46.3万台,下滑幅度接近四成。原以为2024年初苹果Vision Pro的发售会重燃VR行业的热情,没想到来得快,去得更快,VR行业又迎来了阶段性萎靡。
行业萎靡,不代表方向错误,在小雷看来,VR技术仍具备不少闪光点。目前触觉设备大致分为三类,分别是抓握式、穿戴式和触摸式。
抓握式设备运用在医疗领域的案例不算少,以手术机器人为例,医生能通过它操作非常精细的工具实施远程手术,或者是执行人手没办法完成的任务。手术机器人增加触觉反馈能提高手术精度,降低风险,还能辅助医生在VR中进行零风险训练,同时又能体验到实际手术中的感觉。
穿戴式设备通过皮下神经传导压力、摩擦、温度等触觉感受。大部分该类设备是佩戴在手指上,当用户在虚拟现实中触摸物体时,设备以相应力度按压指尖。腕带、VR手套也属于穿戴式设备。
触摸式设备就更容易理解了,我们日常使用的智能手机就存在点击屏幕获得震动反馈的功能,这也能理解为触摸式设备的一种。但运用在VR设备上,单纯震动肯定是不够的。一种名为“数据驱动触觉”的设备,它能逼真模拟不同物体表面的粗糙度、光滑度和硬度,并通过不同的震动反馈给用户。
三者看上去是面向不相同的领域的技术方向,但其实也有共同之处。SensegloveNova 2就是很好的例子,我们从中能看到抓握式、穿戴式和触摸式技术的影子,三者融合为VR触觉设备提供了更真实的触觉体验。
从更长的周期来看,一个VR手套是无法完美还原人类感知系统的,VR行业还要增加更多设备,来实现身体、脚部等区域的触觉感知。当然,这是长远目标,现阶段,消费市场仍等待第一款消费级VR手套的诞生。
VR和AR一样,已经经历过许多次起起落落,每次蛰伏过后,必将迎来新一轮狂欢。当前VR 快速地发展和普及的时机仍未成熟,受众仍以少数极客、发烧友群体为主,尚未普及至一般大众,但人类对虚拟空间的憧憬是刻在骨子里的,虽然不知道蛰伏期有多长,但VR市场终将会迎来春天。
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