Революционная перчатка позволит трогать и перемещать виртуальные объекты
За последние несколько лет технологии виртуальной реальности совершили настоящий прорыв. Однако создать реальность в полном смысле этого слова (пусть и вымышленную) невозможно без воздействия на все органы чувств человека.
VR-технологии изначально предполагали зрительное и акустическое восприятие происходящего, теперь же виртуальные объекты можно попробовать на вкус или понюхать.
А как насчёт виртуального осязания? Возможно ли потрогать объект, которого не существует?
Разработки в этой области до сих пор были довольно "узконаправленными". К примеру, в 2017 году были созданы перчатки для набора текста в виртуальной реальности.
Теперь же своего рода рекорд виртуального погружения побили исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны и Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Они представили революционную ультралёгкую перчатку, которая позволяет не только касаться виртуальных объектов, но и манипулировать ими.
По данным специалистов, их система под названием DextrES обеспечивает реалистичный тактильный контакт и беспрецедентную свободу движения.
Перчатка сделана из нейлона с тонкими гибкими полосками металла, проходящими вдоль пальцев. Они отделены друг от друга тонким слоем диэлектрика (изолятора). Также устройство оснащено контроллером.
Когда пальцы пользователя касаются виртуального объекта, котроллер подаёт различное напряжение на металлические полоски, заставляя их склеиваться друг с другом посредством электростатического притяжения. Это порождает силу, которая блокирует движения пальцев пользователя. Человек не может двигать ими свободно, поэтому у него создаётся впечатление, как будто в руке он держит какой-то предмет.
Соответственно, как только напряжение снимается, пользователь снова может свободно двигать пальцами.
Сообщается, что вес "оборудования" составляет менее восьми граммов на каждый палец. При этом перчатка обеспечивает для каждого пальца удерживающую силу до 40 ньютонов и затрачивает на это всего 200 вольт или несколько милливатт мощности. Работает система DextrES от специально созданной миниатюрной батареи.
"Низкое энергопотребление системы связано с тем, что она не создаёт движение, а блокирует его", — поясняет соавтор работы Герберт Ши (Herbert Shea).
Толщина перчатки составляет всего два миллиметра, что обеспечивает полную свободу движений, добавляют инженеры.
"Мы хотели разработать лёгкое устройство, которое, в отличие от существующих перчаток виртуальной реальности, не требует громоздких экзоскелетов, насосов или очень толстых кабелей", — говорит Ши.
По его словам, перчатка уже была протестирована с участием добровольцев, однако инженерам потребуется провести больше испытаний, чтобы понять, насколько реалистично ощущение тактильного контакта.
"Человеческая сенсорная система очень сложна: у нас много разных рецепторов в суставах пальцев и в коже. Получение обратной связи при взаимодействии с виртуальными объектами – очень сложная задача, и в настоящее время она не решена до конца. Наша работа позволяет сделать новый шаг в этом направлении, уделяя особое внимание кинестетической обратной связи", — прокомментировал результаты исследования руководитель Лаборатории усовершенствованных интерактивных технологий Швейцарской высшей технической школы Цюриха Отмар Хиллиджес (Otmar Hilliges).
Следующим шагом команды станет масштабирование устройства и разработка подобных систем для других частей тела.
При этом подчёркивается, что технологии создания виртуального тактильного контакта в будущем будут служить не только для развлечения.
"Геймерский рынок в настоящее время является крупнейшим, но есть много других потенциальных приложений, особенно в сфере здравоохранения, например, для подготовки хирургов", — отмечает Герберт Ши.
Свою разработку исследователи представили на симпозиуме Ассоциации вычислительной техники в Берлине (UIST 2018).
Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о других полезных применениях технологий виртуальной реальности. Они помогают пациентам побороть страх смерти и высоты, используются для реабилитации после инсульта и избавляют парализованных людей от фантомных болей.
