Haptic Technologies'in VR'ye Nasıl Dokunacağına İlişkin Eller

Neredeyse tüm etkileyici Neden Sanal Gerçeklik Teknolojisi 5 Yılda Aklınızı Vurup Niçin Sanal Gerçeklik Teknolojisi Neden Beş Yılda Aklınızı Uyacak - Sanal gerçekliğin geleceği baş, göz ve ifade takibi, simüle edilmiş dokunuş ve daha fazlasını içerir. Bu muhteşem teknolojiler 5 yıl veya daha kısa sürede kullanımınıza sunulacak. Bugüne kadar yapılan VR çalışmaları sadece iki duyuya odaklandı: görme ve duyma. Bu harika bir başlangıç ​​ve çok sayıda güçlü deneyime olanak tanıyacak olan VR, Film Yapmayı Sonsuza Kadar Değiştirmek Hakkında: İşte VR Film Yapmayı Sonsuza Kadar Değiştirmek İçin İşte: Sanal Gerçekliğin izleyicinizle ve yeni insanlarla iletişim kurmanın yeni bir yolu Geleneksel film yapımcılığındaki arka plan, olasılıkları heyecan verici buluyor. , ancak eksik. Kullanıcıları etkileşimli sanal gerçeklik ortamlarına tamamen sokmak için, dokunma duyunuzu tam anlamıyla meşgul eden çevre birimleri oluşturmak gerekecektir..

Ne yazık ki, dokunma, görünüşte kandırmak için çok daha zor bir anlamdır. Vizyon ile tüm donanımın yapması gereken, göze giden sinyalleri kesmektir. Cilt, aksine, vücudunuzun yaklaşık iki metrekaresini kapsıyor ve dünya ile karmaşık iki yönlü etkileşimleri dile getiriyor.

Bu dokunsal teknolojinin kandırmaya çalıştığı organ ve zor. Daldırma Sanal Gerçekliğinde Bir Sonraki Adım - Razer Hydra ve Omni Daldırma Sanal Gerçekliğinde Bir Sonraki Adım - Razer Hydra ve Omni Oculus Rift'in geliştiricilerin ve meraklıların elinde olduğunu (kapsamlı derlememi okuyun) Oculus Rift), tüketici versiyonu üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Suya daldırmaya yardımcı olmak için var olan, var olan yeni oyunlar geliştiriliyor, ancak şu anda mevcut olan hiçbiri gerçekten ilgi çekici dokunsal deneyimler sunmuyor.

Sorun daha da kötüye gidiyor, çünkü cilt stimülasyonu, optik ekranların yaptığı uzun araştırma geçmişine sahip değil. Bir görüntüyü yeniden oluşturmak için bir tarama ekranının ilk kullanımı 1907’de yapıldı ve araştırmacılar ve mühendisler neredeyse tam bir yüzyıl sürdü; Dokunma için eşdeğer yolculuk sadece şimdi başlıyor.

Bu yazıda, günümüzde geliştirilmekte olan ve VR kullanıcılarına dokunma hissi verebilecek teknolojiler keşfedeceğiz. Teknolojileri, potansiyel olarak sağlayabilecekleri deneyim kalitesi ve ticarileşmeden önce ne kadar çalışmanın gerekli olduğuna göre sıraladım..

gümbürtü

İlkel kuvvet geri bildirimi sağlamanın basit bir yolu, modern video oyunu denetleyicilerinin gürlemeli paketlerinde bulunan türden basit titreşimli motorların kullanılmasıdır. Bunlar, belirli titreşimli frekansları ve yoğunlukları sanal nesnelerin sınırlarıyla ilişkilendirebildiklerinden VR'de yeni bir boyut kazanıyor.

Kullanıcılar bir nesneye veya bir UI öğesine dokunduklarında küçük bir çarpma hissi ve etkinleştirdiklerinde daha güçlü bir darbe hissedebilirler (modern akıllı telefon ekranlarında zorla geri bildirime benzer).

Bu geri bildirim, yüzeylerin dokusunu iletmek için de kullanılabilir. Her parmaktaki bir kuvvet geri besleme ünitesiyle, Eldiven Elindeki gibi, bu teknoloji sanal arayüzleri gözleriniz kapalı olarak gezinmek için faydalı olabilir. Bununla birlikte, bu teknoloji dokunuşa çok sade, işlevsel bir yaklaşım sağlar ve asla daldırma yapıcı olmayacak.

Skin Shear Haptics

Cilt kesme teknolojisi, dokunma duyumuza ilişkin şaşırtıcı bir gerçeğe dayanmaktadır; bu, öncelikle hafif ve ağrısız basıncı, cildimizin üzerinde kayma derecesine göre değerlendiririz (cildinizdeki bir noktaya hafifçe dokunarak kolayca test edebileceğiniz bir şey). ve parmağınızı kaydırarak.

Cilt uzadıkça, basınç hissi artar. Bu kullanışlı, çünkü deri kayması mekanik olarak kolayca üretilebilecek bir şeydir ve basit bir titreşimli motorla mümkün olmayan sürekli baskı yanılsamasını sağlayabilir.

Şu anda, bu teknolojinin en gelişmiş uygulaması, STEM hareket kontrol sistemine bağlı olan ve silah geri tepmesi, bir malzemeyi bir değnek boyunca hareket ettirmek ve sanal bir ağırlık sallamak gibi sanal etkileşimlere yanıt olarak kaba basınç geri bildirimi sağlayan Taktik Haptics denetleyicisidir. sanal bir zincir etrafında.

Sonuçlar şaşırtıcı bir şekilde mekanizmanın sadeliği konusunda ikna edicidir. Daha fazla hassasiyetle bu tür geribildirimler sağlayan bir eldiven üretmeyi hayal etmek kolaydır, sanal nesnelerin sağlamlık göstermemesine izin verir, sağlamlık olmasa bile: nesneler zor hissedebilir, kullanıcının elinin hareketini durduramazlar.

Bu büyük bir gelişmedir, ancak basit rumble ile aynı sınırlamalara sahiptir - cilt sırtı teknolojisi dokunma hissini kandırabilir, ancak propriyosepsiyonu (bacakların nerede olduğu ve nasıl hareket ettikleri sezgisel duygusu) kandıramaz ). Kullanıcının cildi onlara sağlam bir şeye çarptıklarını söylese bile, kasları ellerinin sıvı içerisinde hareket ettiğini biliyor..

Robotik Armatürler

Her şeyin biraz garipleşmeye başladığı kısım bu. Teknolojinin, kullanıcıların daha zorlayıcı bir yanılsama yanılsaması yaratmak için ellerini nesnelerden geçirmelerini engelleyebileceğini varsayalım. Bu, bazı dış referans çerçevelerinden uzuv üzerinde kuvvet uygulamanız gerektiği anlamına gelir..

Bunu başarmanın en basit yolu, bedeninize veya toprağa bağlayan, sanal geometrinin sınırları dışında hareketini engelleyen robotları kullanmaktır..

Sadece bir el için (kullanıcının sanal nesnelerin dayanıklılığını yakalamasını ve hissetmesini sağlamak, buna benzer bir şey).

Biraz korkutucu, değil mi? Eldivenin hala yapamadığı birçok şey var. Ya dokunduğunuz nesne ağırsa? Omuz ve dirseklerin yanı sıra bilek ve parmaklardaki hareketlere dayanması gereken, duvar gibi sağlam bir şey varsa? Öyleyse şöyle bir şeye ihtiyacın var:

Cyberglove web sitesi yukarıdaki videodaki cihaz için bir fiyat listesi değil, bunun gibi diğer sistemler yüzbinlerce dolara satılıyor. Bunun nedeni, yalnızca birkaç endüstriyel ve askeri kuruluşun, fiyatı artıran bu cihazları (ve çok az sayıda) satın almasıdır..

Diğer kısım, teknik düzeyde gerçekten etkileyici ekipman parçaları olmasıdır. Sağlam bir nesneye dokunmanın ikna edici dokunsal geribildirim deneyimini sağlamak için neyin gerekli olduğunu düşünün. Kullanıcı elini sanal bir duvara yaslarsa ve iterse, sistem hareketi algılamalı, katı bir nesneye temas ettiklerini belirlemek için simülasyona danışmalı, sonra fiziksel olarak (ve akıcı şekilde) harekete karşı koymak ve hareketi geri döndürmek için armatürü hareket ettirmelidir. kullanıcının el orijinal konumuna.

Bütün bunlar beyin hareketin başladığını kaydedebilmeden önce yapılmalı. Bu muazzam bir teknik zorluktur ve bugün en iyi donanım bile mükemmel bir şekilde başaramaz.

Buradaki diğer sınırlama, üretim maliyetlerini kabul edilebilir bir düzeye indirmenin zorluklarının yanı sıra, teknolojiyi uygun hale getirmekle de ilgilidir. Kelimenin tam anlamıyla, ayrıntılı ve güçlü bir mekanik armatürün içine kendinizi bağlayan, bununla ilişkili önemli bir psikolojik engellere sahiptir. Teknoloji iyi bir deneyim sağlayacak kadar karmaşık olsa bile, kullanıcıların bu tür rahatsızlıklardan düzenli olarak kurtulmaya istekli olup olmadıkları şüphelidir..

Bu teknolojinin tüketici düzeyinde konuşlandırılmasının en yakını, orada olmayan bir şeye dokunma - Dokunsal Teknoloji [Açıklamayı Yapanların] Dokunmadığı Bir Şeye Dokunma - Dokunsal Teknoloji [Açıklamayı Yapanların] Açıklaması dokunma teknolojisi. Sanal bir ortam bağlamında, kelimenin tam anlamıyla orada olmayan bir şeye dokunabiliyor ve hissedebiliyorsunuz ama bu kesinlikle onun tek kullanımı değil. Kimden… Novint Falcon. Falcon, çalışma alanının sadece birkaç santim uzayda bir küre olduğu düşünüldüğünde, yüksek hassasiyetli, üç eksenli kuvvet geribildirimi sağladığını ve tüketici fiyat noktasında tek cihaz olduğunu belirtti. öyle yapar.

Novint bir süredir Xio adında bir kol tabanlı dış iskelet üzerinde çalışıyor, ancak bu proje şirketin mali sıkıntılarını takiben şu anda belirsiz görünüyor.

Potansiyel olarak, bu tür armatürler, elektroaktif polimerlerin kullanımı yoluyla daha basit ve ucuz hale getirilebilir - elektrik akımına cevap olarak büzüşen plastikten yapılmış yapay 'kaslar' ve genellikle eşdeğer lineer motorlardan daha ucuz ve daha kompakt olan.

Akustik geribildirim

Probleme tamamen bağımsız bir yaklaşım, havadaki cilt tarafından katı olarak kaydedilen ve gerçek direnç sağlayabilen yoğun girişim desenleri oluşturmak için aşamalı ultrason ızgaralarının kullanılmasıdır. Teknoloji, sanal 3D nesneleri kullanıcıların dokunabileceği havaya yansıtmak için kullanılabilir; kesişen basınç dalgaları düğümleri, kullanıcının elleri üzerinde gerçek bir kuvvet oluşturur..

İlk bakışta, bu VR dokunsal geri bildirim için sihirli kurşun gibi görünebilir. Ne yazık ki, bazı sınırlamalar var. Çözünürlük, konuşmacıların sıklık tepkisi ve bunların sayısı ile sınırlıdır: büyük bir uzamsal alanı kapsayabilmek mutlaka pratik değildir.

Daha da önemlisi, önemli var “sızıntı” - akustik enerji, kasıtlı kalıpların oluşturulduğu alandaki (yağda görebileceğiniz bir şey) istemsiz düğümleri ve yarı düğümleri oluşturur. Bu sistemin ürettiği baskılar çok zayıf: onları vücudunuza çok fazla basınç uygulayabilecek hacimlere kadar ölçeklendirmeye çalışmak çok fazla enerji tüketecek ve kullanıcılar için fiziksel olarak tehlikeli olabilir.

Sinir Uyarımı

Son olarak, daha spekülatif bir teknolojiye dokunmak için bir dakikanızı ayıracağız. Dokunma duygusuyla meşgul olmanın bir yolu (bazı insanlar nihai yolu tartışır), kullanıcının kollarında, omurgasında veya beynindeki sinirleri doğrudan uyarmaktır. Bunu yaparak, dokunma, propriosepsiyonu, dokuz metreyi kandırmak mümkündür - bir takım elbise veya robotik armatürle elde etmek için pratik olmayan sıcaklık gibi hisler. Potansiyel olarak, bilim adamları bütün bunları, zorlu robot takım elbise veya aşamalı akustik ızgaralar gerektirmeden yapabilirdi..

Protez uzuvları alanında, bu cephede, protezdeki sensörlerden sinyalleri geri göndermek, sentetik bir dokunma hissi oluşturmak için doğrudan kopmuş sinirlere dokunarak yapılan bazı çalışmalar yapıldı..

Beyin stimülasyonu benzer geri bildirim sağlayabilir. Bu tür teknolojilerle ilgili temel sorun, sinir arabirimlerini kurabilmek için oldukça invaziv cerrahi gerektirmeleridir - sağlıklı insanlarda kabul edilemez derecede riskli olan cerrahi. Ayrıca geri bildirimin kesinliği bakımından oldukça kaba ve kaba tanelidirler..

Bunların dokunsal bir arayüz paradigması olarak pratik olabilmesi için, elektrot arayüzünün çözünürlüğünü daha iyi elde edebilmeniz ve prosedürün istilacılığını azaltabilmeniz gerekir. Burada nanoteknolojiden farklı birkaç yaklaşım var. Nanoteknoloji Tıp Geleceğini Nasıl Değiştiriyor? Nanoteknoloji Tıp Geleceğini Nasıl Değiştiriyor? Nanoteknoloji potansiyeli görülmemiş. Gerçek evrensel montajcılar, insanlık koşullarında derin bir kaymaya yol açacaktır. Tabii ki, hala gitmek için uzun bir yol var. Optogenetiğe Işık ile Beyin Kontrolü Mümkün: Optogenetikle Işık Beyin Kontrolü Mümkün: Optogenetikle Işık Kontrolü Mümkün Onun bozuklukları) tamamen yeni bir şekilde. Ancak büyük atılımların önümüzdeki birkaç yıl içinde muhtemel olmadığını söylemek güvenli görünüyor.

Dokunmanın Geleceği

Sanal gerçeklik için hala erken günler ve dokunsal arayüzler için henüz geniş bir tüketici talebi yok - ama olacak. Sanal gerçeklik inovasyonunun muazzam altın hareketi sadece şuan başlıyor ve gelecek yıllarda da bu tekniklerin hepsini büyük ölçüde geliştirdiğimizi düşünüyoruz..

Bu, mevcut teknolojilerin hiçbiri mükemmel görünmüyor dedi. Hepsinde, ya sağlayabilecekleri his kalitesi ya da kullanımlarındaki engeller bakımından en az bir ciddi dezavantaj var. Sonunda tamamen mümkündür “mükemmel” VR girişine çözüm henüz icat edilmedi. Bu durumda, bir sonraki geliştiricinin ne olacağını görmeye istekliyim.

Dokunsal VR arayüzleri için heyecanlı mısınız? Burada kapsamadığımız heyecan verici bir ürün veya teknoloji var mı? Yorumlarda bize bildirin!

Resim Kredisi: Shutterstock Üzerinden El Yakala