Cool!超声触感,真实的虚拟体验

发布时间 : 2021-02-07     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  你觉得,什么算真实?
  看见,听见?想想电影院里让人鼻梁酸疼的3D电影似乎差得有些远。
  温度、气味?4D影院里被喷一脸水、吹冷风、摇晃的七荤八素好像也不太对劲。
  随着自己动作、手势变化,得到设备回应?好像还是轻飘飘,少点什么实在的。
  单纯的视觉和听觉,已经不能满足人们对虚拟现实体验的要求。如果挥出去的球拍能真的打到球、赛车游戏能踩到油门踏板,是不是真实感就爆棚了!

   

  
  今天要介绍一款火箭院研究发展部研发的“超声触感控制器”,它能够在空气中模拟出有力度反馈的触觉,让使用者无需借助任何装备,就能实现精准、真实的隔空操作。
  这种神奇的效果是如何实现的呢?
  首先,我们来聊聊触觉的产生。
  我们的触觉看起来须要实打实的接触,但实际上是大脑主观加工后的感受,可以通过声波信号来模拟。
  “超声触感技术”就是利用超声波在空气中传播时,影响到皮肤会产生压力的特性研发出来的。
  科研人员将许多超声波换能器排列组合成相控阵,通过控制算法使换能器发射的多路超声波同时到达某一点聚焦,将手放在焦点处就会产生明显压力变化,刺激皮肤表面,诱导生成剪切波,触感就产生了。

  

△科研人员模拟操作

   
  更加神奇的是,只需将这款“超声触感控制器”放置在人手部所在区域,就可以发射并控制超声波找到你的手,只作用在指尖大小的区域。还能采用一些关键技术,以一种超声振动方式来模拟人手对物体不同纹理的感觉,从而获得轻柔、强硬等不同的力度反馈。它还能通过特定的算法,使人手感觉到圆形、方形等复杂形状轮廓。
  将“超声触感控制器”与悬空手势智能操控技术结合,不需要戴手套或其它装备,就能构建人与装备之间更加自然的控制形态,还能通过触觉反馈提升操作的精准度。

  

  
  超声触感技术可以广泛应用于航天员模拟训练、汽车辅助驾驶、智能家居等领域:
  在航天员的模拟训练中,我们可以在VR场景中模拟出布满按键的复杂操作台,航天员通过超声触感的受力反馈就可以真实地感受到按键并精确地操作设备。就像真的在载人飞船或空间站中工作一样,用了多大的力气,有没有效果,立刻就能感知到。
  这项技术在日常生活中也同样百搭。如果你懒得动,又想隔空控制家里的音响设备,应用超声触感技术后,就像是手中真的出现了一个遥控器,你每按一下按键、每转一下旋钮,都有真实的触碰感。音量太小就从低档位往高档位调,太吵的话再往回调,一下一下都有真实的换挡反馈,闭上眼睛也不会错。

   


  值得一提的是,如果这项技术能够在我们的生活中普遍应用起来,可以很大程度方便盲人的生活。比如将警示牌、电梯按钮、公告牌等内容的盲文,通过超声触感技术呈现出来,让盲人在公共场合只要伸出手,通过超声触感就能隔空识别各种标识的内容。
  虚拟现实作为一种新的展现形式,已经逐渐渗透于每个人的日常生活,改变着人们的生活和娱乐方式。火箭院的这款“超声触感控制器”可以与VR/AR、5G与云计算、智能硬件、数字孪生等技术完美结合,让虚拟现实成为一种不仅看得见,而且摸得到的全新体验。

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