虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）為人類探索和操縱人造環(huán)境和遠(yuǎn)程環(huán)境提供了可能性。近年來，人們開發(fā)可穿戴式觸感設(shè)備的興趣日益高漲，旨在為用戶提供最大程度的沉浸感?？纱┐饔|感設(shè)備（比如定制手套、鞋子、遙控器等）通過向用戶的手或身體其他部位提供物理感覺，從而為VR環(huán)境提供額外維度。為VR增添觸感或觸覺反饋可以顯著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感，讓用戶更沉浸于VR世界。

VR手套

UCSD

利用柔性機(jī)器人技術(shù)，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的一組研究人員開發(fā)出一款輕便靈活的VR手套，能夠?yàn)橛脩籼峁┡c虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境互動(dòng)的觸覺反饋。研究人員使用該手套模擬了彈奏虛擬鋼琴鍵的觸覺。與其他VR裝置不同，這種手套配有柔軟的機(jī)器人肌肉或氣動(dòng)人造肌肉（即單根纖維編織在一起，放入乳膠罩內(nèi)）。施力時(shí)，肌肉通過充氣和放氣起作用，因此該方法能夠提供逼真的虛擬鋼琴按鍵感覺。

該VR手套主要由三部分組成：“Leap Motion傳感器，負(fù)責(zé)檢測(cè)用戶手部的位置和移動(dòng)；定制流體控制板，負(fù)責(zé)控制手套運(yùn)動(dòng)；以及手套中柔軟的機(jī)器人組件，可單獨(dú)充氣或放氣以模仿用戶在VR環(huán)境中遇到的力量。”

盡管該手套仍處于原型階段，但是它在提供更逼真的VR體驗(yàn)方面非常有效。此類可穿戴式觸覺設(shè)備具有許多潛在的未來應(yīng)用領(lǐng)域，比如醫(yī)學(xué)和游戲等等。

VR指尖設(shè)備

sciencemag.org

意大利錫耶納大學(xué)機(jī)器人與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于手指的觸覺設(shè)備，此舉將VR體驗(yàn)提升到了一個(gè)新高度。這是另一種能夠提供真實(shí)觸覺反饋的感官裝置。通過此設(shè)備，用戶可以像觸摸真實(shí)物體一樣感受虛擬物體。

該裝置主要由兩部件組成：一個(gè)類似于頂針的設(shè)備，戴在指尖上；另一個(gè)則像手指上戴的戒指。類似頂針的部件包含一個(gè)薄板，該板由三個(gè)壓靠在指肚上的微型電機(jī)控制。類似戒指的環(huán)形部分也配有微型內(nèi)置電機(jī)，但是這些電機(jī)負(fù)責(zé)拉伸環(huán)形表面下的皮膚，而不是壓迫皮膚。這兩個(gè)配備微型高精度運(yùn)動(dòng)傳感器、電機(jī)和執(zhí)行器的部件能夠虛擬環(huán)境中產(chǎn)生逼真的觸感。

研究人員表示這種類型的設(shè)備可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域。比如，在手術(shù)期間，基于手指的觸覺設(shè)備可以執(zhí)行“遠(yuǎn)程手術(shù)，不僅僅是簡單地使用手術(shù)刀；或者經(jīng)過訓(xùn)練——通過感覺真實(shí)組織中的虛擬腫塊——進(jìn)行腫瘤篩查?！?/p>

研究人員還表示，他們可以進(jìn)行一些改進(jìn)，比如為紋理模擬添加振動(dòng)，以提供更真實(shí)的VR體驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)還在開發(fā)一種具有觸覺渲染功能的臂章，模擬沉重虛擬物體的提升感覺。

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