21.06.2024
Подписывайтесь на Telegram-канал по ссылке

Создано тактильное устройство для погружения в виртуальную реальность

Active mechanical haptics VR

Китайские учёные сконструировали тактильное устройство для виртуальной реальности, с помощью которого можно ощутить виртуальные объекты. Источником вдохновения для создания устройства послужило искусство оригами, а точнее процесс сгибания бумажных фигурок. Статья об изобретении опубликована в журнале Nature Machine Intelligence.

Изобретение выглядит как сфера с пятью синхронными кнопками. Для ограничения диапазона сжатия использовали направляющие скольжения. С помощью шарниров передачи вращения вокруг вертикальной оси регулируется напряжения между верхней и нижней пластинами изогнутых модулей. Трос приводится в действие бортовым микромотором через червячную передачу. Натяжной ролик используется для предварительного натяжения кабеля, чтобы избежать скольжения между кабелем и роликами.

Основа тактильных кнопок — пластины, которые складываются с разным сопротивлением в зависимости от расположения. Для синхронизации устройства с виртуальными объектами исследователи использовали данные электромиографии с частотой дискретизации 2000 Гц и среднеквадратичным значением с интервалом дискретизации 0,25 с. Данные были записаны, когда пользователи хватали четыре объекта с разной жёсткостью в четырёх разных сценариях: реальные объекты, тактильное устройство, виртуальные объекты с помощью жестов рук и обычный джойстик.

Чтобы имитировать тактильные ощущения при ходьбе учёные создали шаговое тактильное устройство. Принцип действия в нём такой же, как и в ручном устройстве. Трос приводится в движение двигателем через червячную передачу. Четыре шестерни синхронно управляются одним червячным приводом с четырьмя головками, благодаря чему четыре троса синхронно натягиваются, либо ослабляются двигателем. На каждом тросе равномерно делают пять узлов, регулирующих раскрытие и складывание пяти модулей, синхронно управляемых одним тросом. В зависимости от положения модулей пользователь чувствует разное сопротивление при шаге.

Технологию собираются развивать дальше, добавляя дополнительные функции и компоненты, которые задействуют другие чувства: активное прикосновение, ощущение текстуры и температуру.