«Вторая кожа» для ощущения предметов в виртуальной реальности

«Ощущать» предметы в виртуальном мире… это давняя фантазия, которая уже дала толчок множеству исследований. На этот раз команда исследователей из Гонконга разработала настоящую «вторую кожу», которая может обеспечить качественное персонализированное осязание в мире виртуальной реальности.

«Улучшение виртуального опыта с помощью тактильных ощущений стало горячей темой, но сегодняшние тактильные устройства, как правило, остаются громоздкими и запутываются в проводных системах», — говорится в заявлении Городского университета Гонконга, в котором подробно описывается проект. Новое устройство, разработанное группой специализированных исследователей, призвано преодолеть эти неудобства. Названный WeTac, он выглядит как «пластырь», наносимый непосредственно на кожу, чтобы уменьшить ощущение объема. Идея состоит в том, чтобы иметь «вторую кожу», которая передает ощущения прямо на тело пользователя через слабый электрический ток. Работа команды была опубликована в журнале Nature Machine Intelligence.

Очевидно, что эта технология может быть использована в видеоиграх виртуальной реальности, но не только. Исследователи также предполагают применение в удаленной социальной деятельности, учебных модулях и удаленном управлении роботами. «Тактильная обратная связь имеет большой потенциал, наряду с визуальной и слуховой информацией, в виртуальной реальности. Поэтому мы попытались сделать тактильный интерфейс более тонким, гладким, компактным и беспроводным, чтобы его можно было свободно использовать на руке, как вторую кожу«, — рассказывает о проекте Ю Синге, доцент кафедры биомедицинской инженерии (БМЭ) CityU, возглавлявший исследование.

Беспроводное устройство состоит из двух частей. Гибкий, миниатюрный блок управления прикреплен к предплечью. Пластырь на основе гидрогеля с электродами является вторым ключевым элементом. Это служит в качестве тактильного интерфейса и наносится на кожу: на руку, на данный момент. Блок управления весит чуть более 19 граммов, его размеры составляют 5 см на 5 см, а толщина — 2 мм. Пластырь имеет толщину 1 мм и очень гибок, чтобы повторять движения руки.

Особенность этой технологии заключается также в том, что она стремится персонализировать прикосновения в зависимости от пользователя. «Электротактильная стимуляция — это хороший метод обеспечения эффективного виртуального прикосновения к пользователю«, — объясняет Ю Синге. «Однако, поскольку люди обладают разной чувствительностью, одна и та же сила обратной связи может по-разному ощущаться в руках разных пользователей». Другими словами, никто не хочет чувствовать себя так, будто его бьют током, чтобы что-то почувствовать. «Поэтому нам необходимо соответствующим образом настроить параметры обратной связи, чтобы обеспечить универсальный инструмент для всех пользователей и устранить еще одно серьезное узкое место в нынешней тактильной технологии«, — говорит он.

По словам исследователей, гибкость устройства позволяет легко составлять карты «пороговых токов» для пользователей. Другими словами, пластырь можно настроить так, чтобы добиться соответствующего им диапазона интенсивности ощущений. Это поможет избежать причинения боли или получения слишком слабого результата, чтобы его можно было почувствовать. Для большей чувствительности исследователи распределили 32 «пикселя стимуляции». Расстояние между двумя электродами составляет всего 13 миллиметров, что означает, что ощущения могут быть переданы даже в масштабе ладони.

А для тех, кто беспокоится, «устройство имеет несколько встроенных мер безопасности для защиты пользователей от поражения электрическим током, а температура устройства поддерживается в относительно низком диапазоне от 27 до 35,5 °C, чтобы не вызывать теплового дискомфорта при длительной работе«, — говорится в релизе. Оно было протестировано в ряде виртуальных сценариев, в которых пользователи брали в руки мяч или прикасались к кактусу. Конечно, многое еще предстоит доработать, но Ю Синге говорит, что это «мощный инструмент для обеспечения виртуального прикосновения и источник вдохновения для развития метавселенной, интерфейса человек-компьютер (HCI) и других областей».