Пристрій, який імітує перешкоди у віртуальній реальності

Системи VR дозволяють випробувати неймовірні візуальні відчуття, але на цьому їх можливості закінчуються. Віртуальна реальність не може відтворити відчуття дотику до будь-чого. Розробники з Університету Карнегі-Меллона створили пристрій, який доповнює звичне обладнання віртуальної реальності, щоб симулювати відчуття перешкод і торкання поверхонь. Він використовує струни, які кріпляться до кисті руки й кожного пальця.

Пристрій, який імітує перешкоди у віртуальній реальності

Пристрій, який регулює струни, фіксується на плечі користувача. Розтягування струн блокується, коли рука людини знаходиться біля віртуальної поверхні. Кисть набуває певну форму, і таким чином пристрій створює відчуття дотику до будь-якої поверхні.

Наприклад, механізм дозволяє користувачеві відчути опір, коли він штовхає предмети або відштовхується від стіни, можна відчути вигини віртуальних скульптур або «дати п’ять» іншому персонажу у віртуальній грі.

Кеті Фанг (Cathy Fang), одна з творців механізму, розповіла, що їх наплічний пристрій використовує пружинні струни та підпружинені ретрактори — пластиковий корпус, всередині якого розміщується пружина і котушка з тросом. Струни швидко блокуються за допомогою храпового механізму і спеціальних засувок. Така технологія дозволила зменшити вагу до незначних 280 грамів, і знизила споживання енергії акумулятора.

Раніше інженери вже застосовували струни для симуляції тактильних відчуттів у віртуальному світі, але зазвичай вони додавали мотори для управління механізмом. Такий пристрій виходив досить масивним і важким, а моторні двигуни витрачали багато енергії.

У розробці команди з Університету Карнегі-Меллона мотори замінені на пружини, за допомогою яких натягуються струни. А для перемикання засувки не потрібно багато електроенергії, а лише невеликий сигнал, тому систему можна назвати енергоощадною. Вона може працювати від звичайної батареї.

Проводячи різні експерименти з різною кількістю струн і їх розміщенням, розробники прийшли до того, що прикріплення однієї струни до кожного кінчика пальця, однієї до долоні та однієї до зап’ястя забезпечило найкращий результат. Датчик руху руки прикріплений до гарнітури VR. Коли він фіксує, що рука користувача знаходиться поруч з віртуальною стіною або іншим перешкодою, храпові механізми включаються в послідовність, яка підходить для контурів цих віртуальних об’єктів. Якщо людина прибирає руку, засувки відключаються.

Фанг сказала, що система підійде для віртуальних ігор або симуляторів, які включають взаємодію з фізичними перешкодами та об’єктами. Вона також може бути використана для відвідування віртуальних музеїв або роздрібних магазинів, коли справжній похід в них неможливий.

Команда розробників хотіла представити свою роботу на міжнародній Конференції з людської взаємодії з комп’ютерами (CHI 2020), яка була скасована через пандемію COVID-19. Документ дослідження був опублікований в матеріалах конференції в Цифровій бібліотеці Асоціації обчислювальної техніки й був названий кращим. Серійна версія пристрою за оцінками самих розробників буде коштувати менш як 50 доларів.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: Techxplore