元宇宙中能接吻了CMU推出VR頭顯外掛復刻唇部逼真觸覺

‍在元宇宙熱潮初起的時候,就有愛較真的人潑冷水:「說這麼半天虛擬沉浸式體驗,難道可以在VR世界裡復現親親抱抱麼?」

還真的可以!

就在最近,卡內基梅隆大學的研究人員在元宇宙裡,把「親吻」給復現了。

復現元宇宙中唇舌的觸感

除了偶爾會振動的手持控制器,大多數消費者可以使用的普通VR設備都忽略了味覺、嗅覺和触覺等感覺,而是專注於視覺和聲音。

這足以使VR體驗比幾十年前更有吸引力,但還不足以真正欺騙用戶的大腦,使其認為他眼睛看到的堪比現實體驗。

多年來,研究人員致力於開發和改進新舊VR設備,使用戶在虛擬現實的其他感覺和視覺效果一樣真實。

其中最傑出的,無過於來自卡內基梅隆大學人機交互研究所(又稱未來界面小組、FIG)的研究人員開發出了讓用戶在虛擬現實中感受到嘴唇、牙齒和舌頭的觸感的技術。

VR用戶的觸覺復現,可能還不足以在虛擬實境中擼貓擼狗、用手去感受虛擬貓狗身上逼真的毛髮。

但體驗從虛擬飲水機喝水的觸覺,現在可就真能複現了。

當然,也可以感受騎車時,微風從唇上輕拂過。

以及撞箱子時碎塊打在唇齒間的感覺……

這……聽著就疼……

元宇宙接吻了解一下

當然,這麼有用的新技術,用來復現在VR裡刷牙喝水豈不是好浪費。

不論是誰,首先想到的都是用這個技術在VR裡復現接吻的甜蜜觸覺。研究者也不例外。

設備的工作原理,是用新增模塊中的輕薄超聲波換能器,將超聲波脈衝瞄准在用戶口腔內部和周圍的位置,通過用高能的超聲波脈衝轟擊微小顆粒,使其懸浮和移動。

如此一來,它們在用戶張開嘴時,就能在他們的嘴唇、牙齒、甚至舌頭上創造出觸摸的感覺。

這樣一來,不僅能在唇齒間復現簡單觸感。通過硬件操控代碼的編程改動,超聲脈衝可以被編定為各種特定模式。

如此就能可以重現物體滑過、掠過嘴唇的感覺,或俯身從虛擬飲水機中喝水時、虛擬水流噴濺在口中的持續振動。

自然,也包括親吻時情侶間唇舌互動的各種觸覺體驗。

很多人看到了商機:FIG的技術要是商用落地的話,世界上首個能遠程虛擬復刻接吻的元宇宙硬件設備就誕生了。

要是再配備上其他硬件和技術,咳咳,只有想不到沒有做不到,潛力充沛,商機無限,一片藍海啊…………

想到這點的,不止正在搓手賤笑的中年編輯,網友們也紛紛聯想。

「即將以XXX版出街。」

不過最打動人的還是這位網友的天問:

「這技術是很了不起啦,但是對我們這種常年單身、十年八年沒親吻過真人的用戶,有沒有人能用我們可以理解的話語描述下現實狀態中的接吻觸感?」

這位用戶說得就更傷心:「我猜,VR頭顯復現的接吻感受,會是一種讓人無法承受的孤獨感吧。」

不過,如果你是在玩恐怖遊戲的時候戴上,體驗可能就太「克」了。

這套設備可以讓你同時體驗大蜘蛛撲臉、黏液從臉上流進嘴裡的視覺和触覺。

負責實驗的妹子正走著,然後一隻「抱臉蟲」毫無徵兆地就撲了過來,瘋狂地和你的嘴唇「交互」……

另外一個參與測試的大哥表示,效果太過真實,以至於他在現實中狂抽自己臉,要把這蜘蛛給扇掉……

效果拔群

以前的研究在「復刻」VR場景時,通常會使用真實的物理接觸。

比如把一個機械臂直接捅你嘴裡,或者是用加熱絲來產生熱量、風扇來模擬氣流。

顯然,這些方法能夠實現的功能不多,而且延遲很高。

可能你都走出去好幾步了,機械臂還沒繞完一圈。

CMU的研究人員們則另闢蹊徑。

他們在VR頭顯的底部,安裝了一個定制的PCB,上面有64個40kHz超聲波傳感器,可以以45°的角度面向用戶的嘴部。

整個陣列的尺寸為17.9×10.6×1.5cm,重量達到了107g。整體而言還是比較輕薄的,但還是比Oculus Quest 2的676克質量增加了15.8%,厚度為15毫米,使設備的總高度增加了約16.5%。

接下來,研究人員將陣列通過帶狀電纜連接到Ultraino驅動板,並用IX4427N集成電路芯片對其進行了升級。隨後再配上Arduino Mega,並用Ultraino DriverMEGA固件刷機。

如此一來就可以獨立控制所有64個傳感器,時間步長分辨率為2.5us,相當於40kHz時的?/5相位分辨率,模擬節點位置精度為0.9mm。

軟件方面,研究人員選擇在Unity中進行開發。

利用虛擬物體和耳機的已知位置,也包括超聲波陣列的幾何形狀,就可以在必要的三維位置創造出觸覺效果。之後,經過計算得出的「發射方案」會以10Hz的速度傳遞給Arduino。

雖然這些數據是通過USB傳輸的,但它仍然比Oculus Quest 2上渲染的視覺效果平均「快」2ms(這在時間上足夠接近,可以被認為是同步的)。

不過,現階段方案並不算完美。

研究人員目前只能為距離嘴唇最近的物體產生觸覺,並不能實現多節點觸覺。

好在,用戶通常只會把一個物體放到嘴邊(例如拿起杯子喝水)。

場景中使用的觸覺參數

效果嘛,簡而言之就是——大受歡迎!

也許這個結果並不是那麼令人驚訝,畢竟觸覺提高了真實感和沈浸感。

尤其是觸覺可以提供用戶視野之外的VR事件信息,極大增強了用戶的體驗。

當然,研究人員並沒有止步於此。

下一代的升級版已經在研發之中了。

參考資料:

https://futurism.com/the-byte/invent-vr-device-kissing-simulation-haptics

https://gizmodo.com/vr-researches-simulate-kisses-with-ultrasonic-transduce-1848849489

https://drive.google.com/file/d/13q0pvCHCV7q_eQSugoFpnFolRrk-qDks/view

論文鏈接:https://drive.google.com/file/d/13q0pvCHCV7q_eQSugoFpnFolRrk-qDks/view

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