可穿戴設備能讓你體驗更加真實(shí)的VR感受

　　現階段，市場(chǎng)上有很多通過(guò)模擬身體感覺(jué)讓虛擬世界更加真實(shí)的設備，比如說(shuō)全身套裝、手套、機械手和外骨骼等等。這些產(chǎn)品能夠模擬感覺(jué)，但不能創(chuàng )造出諸如墻和門(mén)這類(lèi)空間結構的真實(shí)效果。隨著(zhù)增強現實(shí)和虛擬現實(shí)越來(lái)越普及，能夠直接“穿過(guò)”墻壁并不是什么創(chuàng )新想法，相反，它將會(huì )在很大程度上限制用戶(hù)體驗。

　　那么，問(wèn)題就來(lái)了。我們究竟應該如何設計出虛擬墻壁這樣一種物理障礙呢?不僅能摸能推，還不需要使用笨拙的機械硬件作為輔助。

　　專(zhuān)門(mén)研究人機交互的PedroLopes認為，這個(gè)問(wèn)題的答案就隱藏在我們的皮膚下面。他與來(lái)自德國波茨坦哈索·普拉特納研究所的PatrickBaudisch、SijingYou、Lung-PanCheng和SebastianMarwecki聯(lián)手研發(fā)了一款簡(jiǎn)單的可穿戴設備，利用電子肌肉刺激(即ElectricalMuscleStimulation，簡(jiǎn)稱(chēng)EMS)來(lái)直接向用戶(hù)的肌肉傳送感覺(jué)，與物理治療中使用的刺激方法比較類(lèi)似。

　　他介紹說(shuō)：“我們對這方面著(zhù)實(shí)很感興趣，希望能夠利用大家認為不可能的方式，也就是這種虛擬墻壁的方式，來(lái)模擬出真實(shí)的身體感覺(jué)。”

　　Lopes和他的團隊發(fā)現，他們能夠利用體驗者自己的肌肉來(lái)創(chuàng )造出一種真實(shí)的受阻的感覺(jué)。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)觸動(dòng)他們的反向肌肉群組，來(lái)產(chǎn)生一種碰到真實(shí)物體受到的反作用力或者阻力的感覺(jué)。同理，他們還能夠通過(guò)把小型可穿戴設備與固定在皮膚上的電極連接起來(lái)，讓用戶(hù)體驗到在虛擬現實(shí)中“托著(zhù)”大型方塊或者用力按住一個(gè)虛擬按鈕的感覺(jué)。

　　Lopes團隊研發(fā)的這套可穿戴裝置包含有8個(gè)電極，分別固定在左右兩邊的前臂、肱二頭肌、肱三頭肌和肩膀上。這8個(gè)電極需要與醫學(xué)專(zhuān)用的八電流通道肌肉刺激器連接到一起，而這些刺激器則是受虛擬現實(shí)模擬器控制的。整個(gè)裝置十分緊湊小巧，可以直接背在身上，完美體現了Lopes的研究目的。不過(guò)，Lopes表示，他本人并不是產(chǎn)品的設計者，希望將來(lái)能夠進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品設計，并且計劃進(jìn)行商業(yè)推廣。

　　一款能夠模擬出物理結構效果的可穿戴設備，能夠讓用戶(hù)以一種更加真實(shí)的方式來(lái)探索虛擬世界。與以往在游戲中用手指簡(jiǎn)單通過(guò)虛擬墻壁的感覺(jué)不同，這款設備能夠讓你的整個(gè)身體都感覺(jué)到碰到墻壁產(chǎn)生的那種真實(shí)阻力。更夸張的是，如果你愿意嘗試含有一些危險因素的虛擬體驗，那設計師們還可能會(huì )讓電極“噴火”，讓你感受到手指被大力推開(kāi)的真實(shí)感覺(jué)。

　　Lopes解釋說(shuō)：“這款產(chǎn)品最大的發(fā)展潛能，就在于它能夠利用最少的硬件來(lái)提供最真的體驗。整套裝備就只是幾個(gè)固定在手臂上的電極，不需要外骨骼這類(lèi)大型設備。你只需要打開(kāi)電極，就能立即體驗到虛擬墻壁帶來(lái)的阻力，感受到虛擬按鈕和方塊的重量。”

　　說(shuō)實(shí)話(huà)，這項技術(shù)本身并不新鮮，因為電子肌肉刺激用于物理治療和力量訓練已經(jīng)有幾十年的歷史了。除了這款可穿戴設備，Lopes還負責過(guò)其他一些科研項目。其中包括讓振動(dòng)深入到用戶(hù)身體中去，讓他們在虛擬世界中體驗真實(shí)的感覺(jué);還包括一個(gè)藝術(shù)項目，在這個(gè)項目中，刺激產(chǎn)生的力量會(huì )強迫用戶(hù)不停地搖動(dòng)機器杠桿。其實(shí)，Lopes早在三年前就研究過(guò)如何在虛擬現實(shí)中模擬墻壁阻力，但并沒(méi)有取得什么成果。當時(shí)他發(fā)現，不管電子肌肉刺激的時(shí)間是長(cháng)還是短，收獲的效果都比較小，因為人們已經(jīng)習慣了那種振動(dòng)。但在這一次的研究項目中，Lopes發(fā)現刺激突發(fā)的時(shí)間越短，產(chǎn)生的效果越好。

　　為了測試用戶(hù)最為真實(shí)的感受，Lopes讓體驗者在虛擬房間中嘗試去推不同的“墻壁”，并且詢(xún)問(wèn)他們每一次推完之后的感受。他總結說(shuō)：“我們發(fā)現，如果讓體驗者感受短短300毫秒的脈沖，那他們雖然不知道阻力來(lái)自哪個(gè)方向，但是身上的肌肉會(huì )做出反應。因為在如此短暫的時(shí)間里，他們根本沒(méi)有時(shí)間去理性思考，所做出的都是最為真實(shí)的反應。”

　　除了Lopes團隊，研究電子肌肉刺激的機構還有很多。比如說(shuō)，虛擬現實(shí)系統TreeSense就利用電子肌肉刺激，來(lái)讓用戶(hù)體驗當一棵大樹(shù)的感覺(jué)。再比如說(shuō)，英國公司Teslasuit研發(fā)的虛擬現實(shí)全身觸控體驗套件，也使用了電子肌肉刺激。但是Lopes指出，任何利用手套為載體的技術(shù)，或者是依靠機械零件的技術(shù)，其實(shí)都會(huì )抑制用戶(hù)的真實(shí)感覺(jué)。

　　舉個(gè)例子，有些手套雖然內置有能夠觸動(dòng)手指的電機，聽(tīng)上去很炫酷，但其實(shí)戴上手套之后用戶(hù)就無(wú)法抓拿物體了，更別說(shuō)感受到來(lái)自墻壁的真實(shí)阻力。因此，Lopes認為將電極固定在手臂上，能夠讓虛擬體驗更加逼真。