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                  微软最新VR触觉研究取得新进展 「PIVOT」还原真实VR体验

                  时间:2020-11-02 来源:机器人在线 阅读:3051

                  近年来,Microsoft Research的触觉控制器取得了稳步的发展,使我们朝着虚拟现实(VR)体验前进,最近,微软最新的VR触觉研究——「PIVOT」,提出了一种极度真实的VR接球和投掷体验。研究人员还用一组「野外求生」的视频演示,真实感难以置信。


                  VR让虚拟的世界无限逼真,但在某些方面,VR的效果并不是特别令人满意。

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                  比如拉开弓弦或将球轻轻拍打乒乓球拍,VR很难仅用视觉效果去给人一种真实的感受。如今消费者VR硬件提供的触觉反馈,都不太好。


                  大多数VR开发者都创建了自己的投掷和抓取机制,这些机制在不同的世界或不同的控制器中感觉都是不同的。

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                  最近,微软最新的VR触觉研究——「PIVOT」,提出了一种极度真实的VR接球和投掷体验。

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                  这是一款由微软研究人员组装的腕带配饰,它可以在佩戴者的手掌上摆动,从而在VR中给人一种可信的接球和投掷体验。



                  从摘苹果到野外生火,PIVOT重点在于感觉


                  在介绍视频中,研究人员用「野外生存」游戏展示了PIVOT的用法。


                  只需一副VR眼镜和两个PIVOT,分分钟「野外求生」。

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                  当伸出手从树上摘下苹果时,你会遇到各种各样的感觉:紧握苹果时苹果的结实感;摘苹果时树枝的阻力;撇出苹果时,手掌中以及指尖下方能感受到苹果光滑圆形表面。

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                  还有双手投掷:



                  拎进篮子,就连篮子的延展效果都可以被真实地感受到:



                  用石头打火:



                  甚至劈柴的动作都可以精准交互:



                  PIVOT构造


                  这项新研究是在2020年美国计算机学会(ACM)用户界面软件和技术研讨会(UIST)上提出的,论文名为Haptic PIVOT: On-Demand Handhelds in VR.


                  根据一篇博客文章,PIVOT被安装在靠近手腕的地方,「我们能够根据牛顿定律呈现被抛出和被抓住的物体的动量和阻力,包括模拟物体到达手时的速度:机器人触觉手柄可以在需要的时候展开,接近并最终到达手,创造第一次接触的感觉——从赤手空拳到握住物体——从而模仿我们与物理物体的自然互动,这是传统手持控制器无法做到的。」


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                  触觉枢轴服务于按需控制和触觉渲染虚拟对象,因为手触及他们。枢轴包括通过机动铰链展开(左)和缩回(右)的触觉手柄。一个被动的桡尺铰链允许自然的手倾斜


                  PIVOT设计的核心是其铰链机制和触觉手柄。



                  触觉手柄可以互换,并且可以换成现有的控制器。研究团队装配了一个原型手柄,它带有电容式触摸传感器,可以检测物体的接触和释放;提供振动反馈的音圈执行器;以及一个用于控制输入的触发开关。触觉手柄通过一个改良的伺服电机(驱动铰链)操作,可以根据需要被召唤到个人手中,让他们的手在不使用时保持空闲。这个功能使得PIVOT非常适合增强现实或混合场景。


                  可以在键盘上打字,使用鼠标,或与环境中的其他物理对象一起工作。


                  只要有需要,只要轻轻一挥手腕,就可以启动枢轴,将手柄转到掌心,这样她就可以与虚拟物品互动了。手腕轻轻一挥,把手就可以缩回来。两个召唤动作都由内部加速度计检测。



                  另外,PIVOT会根据与虚拟对象的距离成比例地将触觉手柄朝着人的手旋转,如摘苹果时:



                  最初的梦想:远距离打球


                  微软的研究人员表示,在做出这项设计之前,他们首先是把「打棒球」考虑在内的。


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                  所以,将腕部形状设计引入产品,从投球到连击,再到第二次摔跑,一个手臂可以在不干扰玩家周围的物理环境的情况下提供更广泛的动作。


                  研究人员称,未来,他们的工作可能会考虑减轻可穿戴设备的重量,或增加更多的机动部件;其他传感器也可以加入,比如用于追踪手指的摄像头,这样可以实现更精确的互动。


                  你可否想过?你戴着一个PIVOT,穿上棒球服,用力的扔出你的球,然而你的伙伴却在千里之外,同样戴着PIVOT,接住了你的球。

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