Коснуться на расстоянии
Междисциплинарная исследовательская группа из Городского университета Гонконга и Северо-Западного университета в США разработала устанавливаемую на кожу систему виртуальной реальности, которой можно управлять и питать по беспроводной сети. Инновация имеет большой потенциал применения в области коммуникаций, протезирования и реабилитации, а также в играх и развлечениях.
Кожа – относительно мало изученный сенсорный интерфейс для технологий виртуальной (VR) или дополненной реальности (AR). В настоящее время устройства VR и AR обычно основаны на вибрационном воздействии, которое подается на кожу с помощью электрических моторов. Аппараты перегружены громоздкими проводами и аккумуляторами, прикрепленными к корпусу, что ограничивает применение устройства.
Имитация прикосновения в миллиметровом масштабе
Исследователи разработали интегрированную систему VR кожи, которая может получать команды через беспроводную сеть, а затем моделировать прикосновение с помощью вибрации, преодолевая ранее существовавшие недостатки. Пользователь может почувствовать прикосновение, прикрепив к коже тонкое, мягкое и клейкое устройство, похожее на повязку.
Благодаря тщательно выверенному дизайну, устройство VR умещает на себе сотни функциональных компонентов, включая исполнительные механизмы, имитирующие касание механической вибрацией в миллиметровом масштабе. Все компоненты встроены в тонкий эластомерный слой с силиконовым покрытием толщиной всего 3 мм. Это воздухопроницаемая, многоразовая и устойчивая к сгибанию и скручиванию искусственная кожа.
Отставной сержант армии США Гарретт Андерсон ощущает рукопожатие одного из разработчиков «виртуальной кожи» через накладку, приклеенную к плечу.
Беспроводное управление и энергоэффективность
Важно, что многочисленные микросхемы и антенны, встроенные в устройство виртуальной кожи, позволяют осуществлять ее подзарядку и управление по беспроводной сети.
Система может эксплуатироваться на расстоянии до одного метра, что в 10 раз превышает существующее максимальное расстояние с использованием аналогичных технологий.
Поскольку новая система использует усовершенствованную механическую конструкцию, для тактильных исполнительных механизмов требуется менее 2 милливатт для генерирования ощутимой сенсорной вибрации, в то время как обычным приводам с постоянным током для этого требуется мощность около 100 милливатт. Таким образом была решена сложная проблема беспроводной передачи с низким энергопотреблением и значительно увеличена дальность действия системы.
Потенциал применения
Группа потратила около двух лет на разработку этой беспроводной VR-системы, сейчас она работают над версией приложения для пользователей протезов, чтобы они смогли почувствовать внешнюю среду через чувство прикосновения и дать обратную связь. Кроме того, систему можно будет использовать для разработки клинических приложений, они значительно улучшат сенсорный опыт взаимодействия в социальных сетях, мультимедийных развлечениях, хирургическом обучении и т.д.
Изготовление электронной кожи, которая может чувствовать температуру, станет следующим шагом авторов данного исследования.
Статья X.Yu et al. Skin-Integrated Wireless Haptic Interfaces for Virtual and Augmented Reality опубликована в журнале Nature.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EurekAlert: A wirelessly-controlled and wearable skin-integrated haptic VR device.