Skip to main content

Mixed Haptic Feedback for Mid-Air Interactions in Virtual and Augmented Realities

Article Category

Article available in the folowing languages:

Wirtualny dotyk i odczuwanie – nowa granica cyfrowej rzeczywistości

Pełna immersja w wirtualnej rzeczywistości wymaga wirtualnego środowiska, w którym możemy wykorzystać wszystkie zmysły – nie tylko wzrok czy słuch, ale także dotyk. Zespół projektu H-Reality postanowił zrewolucjonizować sposób interakcji z naszym otoczeniem w cyfrowym świecie.

Gospodarka cyfrowa

Gdyby pandemia COVID-19 zdarzyła się za kilka lat, prawdopodobnie jej skutki i wpływ na społeczeństwo byłyby zupełnie inne. Choć technologie cyfrowe pomogły nam w nawiązywaniu kontaktów i komunikacji na odległość, wiele osób doświadczyło deprywacji dotykowej w wyniku wprowadzenia zasad dystansu społecznego. Badacze nie ustają jednak w wysiłkach, które mają na celu wypełnienie tej luki w technologii cyfrowej. Zespół skupiony wokół jednej z inicjatyw pracuje nad cyfrowymi rzeczywistościami, do których możemy sięgać i z którymi możemy wchodzić w interakcje. Tego rodzaju dotykowe doświadczenia wirtualne stanowią główną wizję, która zainspirowała badaczy finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu H-Reality do podjęcia badań. Celem jest uzyskanie odczuć o wysokiej wierności odwzorowania dzięki prostej i przystępnej dla użytkowników technologii zarówno na potrzeby interaktywnej rzeczywistości rozszerzonej (AR), jak i immersyjnej rzeczywistości wirtualnej (VR). „Obecnie większość badań nad VR i AR skupia się na poprawie realizmu oglądanych obrazów – wszyscy koncentrują się na fotorealistycznych doświadczeniach wirtualnych. Trudno jednak mówić o pełnej immersji, jeśli nie jesteśmy w stanie fizycznie dotknąć otaczającego nas środowiska ani wchodzić z nim w jakiekolwiek interakcje”, wyjaśnia Claudio Pacchierotti, badacz ośrodka IRISA oraz CNRS, jednej z organizacji partnerskich projektu. „Konieczne jest prowadzenie badań dotyczących technologii dotykowych, które pozwolą nam osiągnąć w przyszłości pełną immersję. Oznacza to również oczywiście dostęp do urządzeń dotykowych do noszenia na ciele”.

Zrozumieć dotyk

Pierwszym zagadnieniem, jakim zajął się zespół projektu, było zbadanie mechaniki dotyku. „Przełożenie sygnałów mechanicznych na wrażenie dotyku nadal nastręcza wielu problemów”, zauważa Pacchierotti. Gdy przesuwa się dłonią wzdłuż powierzchni, drgania przenoszą się przez skórę, pobudzając zakończenia nerwowe zwane mechanoreceptorami. Zakończenia nerwowe przetwarzają następnie drgania na sygnały elektryczne, które trafiają do mózgu. Zespół projektu H-Reality zbadał, czy odczuwanie dotyku poprzez drgania można uzyskać przy pomocy fal mechanicznych rozchodzących się w dłoni. Zespół odkrył również uniwersalne prawo wyjaśniające korzystne rozmieszczenie wrażliwych na drgania mechanoreceptorów, występujące u wielu ssaków. W oparciu o przeprowadzone badania, naukowcom udało się określić sposoby cyfrowego oddawania kształtów i faktur przy pomocy bezkontaktowych technik dotykowych, opierających się na ultradźwiękach, a także technik kontaktowych, przekazujących informacje w postaci drgań i dotyku przez urządzenia noszone na ciele. Następnym krokiem było połączenie obu rodzajów technologii w ramach immersyjnych rozwiązań wirtualnej rzeczywistości, aby w ten sposób zademonstrować potencjał i możliwości tej technologii.

Nowe sposoby zdalnego kontaktu

„Jesteśmy przekonani, że opracowany przez nasz zespół nowy paradygmat interakcji może zrewolucjonizować sposób, w jaki użytkownicy wchodzą w interakcję z danymi w wielu obszarach zastosowań”, podkreśla Pacchierotti. Zespół ma nadzieję, że z czasem uda się całkowicie zmienić interakcje w Internecie. Przykłady konkretnych zastosowań mogą obejmować między innymi obsługę niebezpiecznych maszyn z bezpiecznej odległości, a także zdalne przeprowadzanie zabiegów chirurgicznych. Choć projekt H-Reality koncentruje się na badaniach podstawowych, już teraz naukowcy pracują nad kolejnymi rozwiązaniami, które przybliżają tę nowatorską technologię do komercjalizacji. W ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu E-TEXTURES, badacze przyjrzą się bliżej możliwościom rynkowym w wielu sektorach, od branży mediów i rozrywki, aż po sektory handlu detalicznego i opieki zdrowotnej. Pacchierotti uważa, że kierowany przez niego projekt doskonale pokazuje, jak ważne jest łączenie sił i wychodzenie poza granice tradycyjnych dziedzin nauki, co pozwala na wykorzystywanie wiedzy i doświadczenia podmiotów działających na wielu zróżnicowanych polach. „Nauka oparta na współpracy to klucz do wielkich odkryć i innowacji”, twierdzi.

Słowa kluczowe

H-Reality, immersyjne doświadczenia, kontaktowe technologie dotykowe, bezkontaktowe technologie dotykowe, wirtualna rzeczywistość, VR, technologie dotykowe, urządzenia ubieralne, drgania, dotyk, interakcje mieszane

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania