手套由軟機器人驅動 與虛擬現實環境互動

加州大學圣地亞哥分校的工程師正在使用軟機器人技術制作輕巧靈活的手套，讓用戶在與虛擬現實環境互動時能夠感受到觸覺反饋。研究人員使用這些手套逼真地模擬了彈奏虛擬鋼琴鍵盤的觸感。

工程師們最近在位于加利福尼亞州伯林蓋姆的電子成像，工程現實虛擬現實會議上展示了他們仍處于原型階段的研究。

目前，VR用戶界面由類似遠程的設備組成，當用戶觸摸虛擬表面或對象時，這些設備會振動。“他們不現實，”加州大學圣地亞哥分校Qualcomm研究所的研究員，該論文的一位高級作者Jurgen Schulze說。

“當你按下按鈕時，你不能觸摸任何東西，或感覺到阻力。相比之下，我們試圖讓用戶感覺他們從觸覺的角度看待他們在實際環境中。”

其他研究團隊和行業已經將手套作為VR界面。但它們體積龐大，是用重金屬制成的。工程師開發的手套有一個柔軟的外骨骼，配有柔軟的機器人肌肉，使其更輕，更容易使用。

“這是第一個原型，但效果驚人，”加州大學圣地亞哥分校Jacobs工程學院的機械工程教授邁克??爾托利說道，也是一位資深作家。

該系統包括三個主要部件：Leap Motion傳感器，用于檢測用戶手的位置和移動; 一個定制的流體控制板，控制手套的運動; 手套中的軟機器人組件，可以單獨充氣或放氣，以模仿用戶在VR環境中遇到的力。系統與計算機交互，計算機顯示虛擬鋼琴鍵盤，背景中有河流和樹木。

手套設計中的一個關鍵因素是一種稱為Mckibben肌肉的軟機器人組件，基本上是用編織纖維覆蓋的乳膠室。當用戶移動他們的手指時，肌肉像彈簧一樣響應以施加力。該板通過對它們進行充氣和放氣來控制肌肉。

研究人員用3D打印模具制作手套的軟外骨骼。他們說，這將使設備更容易制造，適合大規模生產。研究人員將硅橡膠用于外骨骼，并在關節處嵌入Velcro帶。

工程師對15名用戶進行了非正式的試點研究，其中包括兩名VR界面專家。所有人都嘗試了演示，讓他們在VR中彈鋼琴。他們都同意手套增加了沉浸式體驗。他們將其描述為“令人著迷”和“令人驚嘆”。

工程師正在努力使手套更便宜，體積更小，更便攜。他們還希望完全繞過Leap Motion設備，使系統更加緊湊。

“我們的最終目標是創造一種能夠提供更豐富VR體驗的設備，”托利說。“但你可以想象它被用于手術和視頻游戲，以及其他應用程序。”