Quelle: Das Papier
Autor: Lu Mei
Ein berührbares Metaversum – Am 30. Mai veröffentlichte die West Lake University die neuesten Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Virtual-Reality-Interaktion. Sie schlug und entwickelte zum ersten Mal weltweit das „High-Fidelity-System für aktive mechanische taktile Interaktion“ und brachte damit ein Neuer Tastsinn für das Metaversum. Wahrnehmungsdimension.
Am 29. Mai um 16:00 Uhr Londoner Zeit veröffentlichte Nature Machine Intelligence („Nature-Machine Intelligence“) online das Forschungsergebnis „Active Mechanical Haptics with High-Fidelity Perceptions for Immersive Virtual Reality“ von Jiang Hanqings Team an der West Lake University.
The Paper (www.thepaper.cn) erfuhr von der Westlake University, dass sich diese Forschung auf das altorientalische Kunsthandwerk „Origami“ stützt, was bedeutet, dass sie die Kunst des Origami ausleihen, um die virtuelle Welt in VR-Brillen nicht nur sichtbar und hörbar, sondern auch sichtbar zu machen auch Es kann auch „angefasst“ werden.
Wie wir alle wissen, kann die aktuelle VR-Interaktion nur ein visuelles und akustisches Erlebnis bieten und einen virtuellen Raum präsentieren, der nur aus der Ferne gesehen, aber nicht berührt werden kann, und der Tastsinn ist der Schlüssel dafür, dass der Mensch ein Gefühl dafür bekommt Subjekt – In den fünf Sinnen des Menschen (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Tasten) spielen Sehen und Hören eine dominante Rolle beim Empfangen von Informationen, Geschmack und Geruch spielen eine Hilfsrolle und die Berührung spielt eine grundlegende Rolle (gemäß wodurch wir das Eigentumsgefühl erlangen, das der Schlüssel zur Unterscheidung des Subjekts vom Objekt ist. Das Wesentliche).
Forscher haben viele „Lösungen“ ausprobiert, meist durch Vibration oder Druckausgleich, um eine „passive Berührung“ zu erzeugen: zum Beispiel einen Griff mit Vibrationsfunktion; ein flexibler Elektronikwissenschaftler und Akademiker John Rogers von der Northwestern University hat ihn erfunden, der auf der Haut befestigt werden kann und die 2021 von Meta herausgebrachten taktilen sensorischen Handschuhe, die Benutzern durch Airbag-Druck das taktile Gefühl beim Ergreifen von Gegenständen vermitteln … Diese „taktilen Empfindungen“ sind jedoch so, als würde Ihr Mobiltelefon plötzlich vibrieren oder in einem 4D-Kino sitzen, wenn Sie plötzlich Spüren Sie das Zittern des Sitzes, alle Ihre körperlichen Empfindungen werden durch das Gerät ausgelöst, was Ihnen ein passives interaktives Erlebnis beschert, das weit von der echten „Berührung“ entfernt ist, die von Menschen im täglichen Leben aktiv ausgelöst wird.
Wie könnte die modernste VR und das modernste Metaversum durch die traditionelle Kunst des Origami gebrochen werden?
Die Zeitung erfuhr, dass Jiang Hanqing im Juni 2021 offiziell der West Lake University beitrat, nachdem er 15 Jahre lang an der Arizona State University gelehrt hatte. An der Westlake University war eines seiner frühesten Themen die Forschung zu flexibler Elektronik und weichen/harten heterogenen Materialien, nämlich „Origami Mechanical Metamaterials“. Dies bezieht sich auf die Materialstruktur, die nicht natürlich geformt, sondern künstlich konstruiert ist. Die Leistung des Materials hängt nicht von der Molekülstruktur oder Kristallstruktur des Materials selbst ab, sondern hängt hauptsächlich von den strukturellen Details in seiner empfindlichen Konfiguration ab.
„Das Origami-Material mag weich sein, aber je nach Faltmethode wird die Origami-Struktur sehr hart. Ein Roboter, der auf der Origami-Struktur basiert, kann den Grad der Weichheit und Härte jederzeit anpassen.“ Jiang Hanqing brachte die Idee von ins Leben Kombination von „Origami“ mit dem Metaversum Der Gedanke ans Aufstehen.
Um das inhärente Denkmuster der aktuellen Virtual-Reality-Interaktion loszuwerden, hat Jiang Hanqing das neue Konzept der „aktiven Berührung“ entwickelt – anders als Schultern, Brust, Taille, Rücken und andere Teile des menschlichen Körpers, die normalerweise „passive Berührungen“ erfahren. , menschliche Hände und Füße sind normalerweise Ergreifen Sie die Initiative, um die physische Welt durch aktive Berührung anzugreifen und wahrzunehmen. Das Forschungsteam entschied sich dafür, mit der „mechanischen Berührung“ (d. h. der Steifheit, der weichen und harten Berührung von Objekten) zu beginnen und das Gefühl zu simulieren, wenn Hände und Füße Objekte aktiv berühren.
Teilstruktur eines hochpräzisen aktiven mechanischen taktilen Interaktionssystems
Sie entwickelten eine Reihe von „aktiven mechanischen taktilen Interaktionssystemen mit hoher Wiedergabetreue“, bei denen Origami-Module aus unterschiedlichen Materialien und Größen verwendet wurden, um interaktive Geräte in zwei verschiedenen Dimensionen zu bauen: ein Handgerät, das lokale Berührungen auslösen kann, und ein Gerät, das Fuß- Bediengerät mit Ganzkörpergefühl. Bei Verwendung eines tragbaren interaktiven Geräts können Benutzer aktiv die Weichheit und Härte der verschiedenen Gegenstände, mit denen sie interagieren, sowie die Eigenschaften des umgebenden Bodens erfassen.
Die Verwirklichung dieser aktiven mechanischen Berührung erfolgt durch die passive Verformung der gebogenen Origami-Struktur im Inneren des Hardwaregeräts, die vom Benutzer während des Interaktionsprozesses aktiv ausgelöst wird – unter Mitwirkung des Motors kann das gebogene Origami in verschiedene Winkel gebogen werden und Es werden unterschiedliche Reaktionskräfte erzeugt, die den Händen und Füßen des Benutzers unterschiedliche „elastische“ Rückmeldungen geben.
Diese taktile Veränderung wird an das Gehirn übertragen, und das Gehirn wird anhand von „Härte und Weichheit“ ein Urteil fällen: Was gefangen wird, ist Baumwolle, ein Holzbrett oder eine Stahlkugel … Wenn die Hand durch einen Fuß ersetzt wird, Das Gehirn wird auch auf der Grundlage der vom Fuß übertragenen Steifheit ein Urteil fällen. Mithilfe des Feedbacks wird ermittelt, ob eine Person auf der Straße, im Gras oder auf dem Eis geht … So gilt in der virtuellen Welt des Metaversums: „Was Sie sehen, ist, was Sie berühren und wo Sie darauf treten“ kann realisiert werden.
Nach Angaben der West Lake University wird das Forschungsteam von Jiang Hanqing als nächstes weiterhin nach multimodaler Wahrnehmung suchen und einen umfassenderen Tastsinn wiederherstellen. In Bezug auf die Form versuchen sie, flexible Elektronik zu integrieren, um die Kombination von Aktiv- und Funktion zu erreichen passive Haptik und streben danach, Origami zu verwenden. Realisieren Sie ein Erlebnis in größerem Maßstab und realisieren Sie die Interaktion in einer größeren Szene.
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