新发明:将电子皮肤贴在手上 就可以在VR世界追踪动作了

2018-01-23 17:23:04 来源:网络整理 热度:
说到VR系统,如果使用手套一样的传感器肯定不方便。我们希望传感器能像皮肤一样贴在身上。最近Science Advances发表一篇论文,谈的正是这种技术。德国德累斯顿亥姆霍兹研究中心(Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)的研究人员丹尼斯·马卡洛夫(Denys Makarov)开发出一种磁敏电子皮肤,它具备定向感知能力。设备可以追踪手部的细微动作,相当精准。
 
在VR体验中,有时会用手套追踪动作,行动受到限制,新电子皮肤可以替代手套。有了电子皮肤,用户可以用手势与物理对象、AR应用中的目标物互动。马卡洛夫与他教导的博士生贝穆德斯(Gilbert Santiago Ca?ón Bermúdez)认为,除了游戏,新技术还可以用在软件设计、企业、物理治疗、安全等领域。
 
“不妨想像一下,如果你想按一个按钮,这个按处在受限环境中,你触碰不到。你肯定想用无触摸的方式操纵按钮。”马卡洛夫说,“将磁场传感器与永磁体结合就能做到。”
 
将皮肤贴在手上,就能追踪相对于外磁场角的位置和动作。信息发送到计算机,动作以数字方式重建,转化为功能或者命令。
 
团队展示了电子皮肤的能力,他们让用户调暗电脑屏幕上的图像,输入键盘字符,完成任务时不需要真正碰触任何东西。例如,用电子皮肤调暗灯光时,研究人员开发了一个塑料环,中间有永磁体,作为调暗灯泡的转盘使用。用户将一个传感器放在手掌中,手放在转盘上方,如果想调节灯泡,转动手就行了,不需要碰触。计算机与传感器连接,将信息翻译出来,在屏幕上调暗光源图像。
 
然后是虚拟键盘。传感器装在腕带上,另一只手的一根手指装一个小磁体,装在指尖。有4个键盘字符可以选择,用户只要将带磁体的指尖放在腕带上方就行了,不需要碰触,腕上传感器的4个不同区域分别代表不同的字符。
 
团队将微型磁敏组件以一种很新奇的方式排列,制成传感器。在VR领域,用磁场追踪动作并不是什么新技术。Oculus与华盛顿大学的研究人员曾展示一种新传感器,这种传感器是一种指尖大小的磁传感器,用于VR环境,系统叫作Finexus。还有一家名叫Ommo的创业公司也开发了一副手套,它用嵌入式磁传感器追踪手部动作。
 
马卡洛夫说,这些设备都是根据传统磁传感器开发的,很笨重。他还说:“我们的设备不同,不会受到动作的限制,因为它拥有特殊的机械性能,很薄、极为柔韧。”
 
电子皮肤(或者叫人工皮肤)也不是新东西。之前早就出现过类似的产品,功能多样,比如用来监测健康环境、收集关键信号、感知温度变化、制作更敏感的假肢。2015年,马卡洛夫的团队曾展示一种接近报警传感器,它可以模拟触摸。不过之前的系统无法对旋转动作进行定向感知。
 
马卡洛夫的原型产品将微型磁敏装置植入电子皮肤,具备定向感知能力,这是一大突破。在虚拟对象与传感器之间不需要直线光,如果用光学方法必须这样做。
 
事实上,马卡洛夫希望新系统能够在医疗领域找到用武之地。例如,可以将传感器装在皮肤上,了解病人手术之后关节的复原情况。
 
不过现在的技术还不完美,要将永磁体装进物体,然后才能改变环境的磁场,过程太麻烦,在日常生活中不实用。下一步马卡洛夫的目标就是剔除永磁体,用地磁场来追踪动作和位置。他说:“长久以来,我们的社区一直在期待这样的技术出现,它是当前研究的热点。我们快要达成目标了。”细菌、昆虫、鸟、鲨鱼都能感知地磁场,用磁场判断方向,导航。

责任编辑:王维