查看引用/信息源請(qǐng)點(diǎn)擊：映維網(wǎng)Nweon

主要向手掌側(cè)提供觸覺反饋，應(yīng)該無法提供作用于指尖或手背的觸覺反饋

（映維網(wǎng)Nweon?2022年03月21日）人類主要是通過五種感官來感知世界，而虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)大多是由視覺引導(dǎo)，所以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行交互有時(shí)會(huì)出現(xiàn)感知差距。另外，用戶一般是采用非自然的控制器來與虛擬世界交互，而這進(jìn)一步影響了沉浸感。

為了進(jìn)一步提升沉浸式，各家廠商都在積極探索所謂的觸覺反饋手套，以在用戶與虛擬內(nèi)容進(jìn)行交互時(shí)提供相應(yīng)的觸覺反饋。日前，美國(guó)專利商標(biāo)局又公布了一份與之相關(guān)的索尼專利申請(qǐng)，其名為“Haptic presentation apparatus, haptic presentation system, and haptic presentation method”。

簡(jiǎn)單來說，索尼構(gòu)思的觸覺反饋手套主要是提供抓握虛擬對(duì)象時(shí)的抓握感。

如圖1所示，團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)十分獨(dú)特，沒有完全包裹手指，并且會(huì)露出指尖和手背的相當(dāng)一部分，所以應(yīng)該無法提供作用于指尖或手背的觸覺反饋。這款手套主要是向手掌側(cè)提供觸覺反饋。

圖2是觸覺反饋系統(tǒng)100的配置框圖。觸覺反饋系統(tǒng)100包括觸覺反饋裝置1（亦即上圖的觸覺反饋手套）和VR/AR頭顯30。

觸覺反饋裝置包括觸覺反饋單元13，觸覺反饋單元13包括第一觸覺反饋元件11和第二觸覺反饋元件。第一觸覺反饋元件11用于提供用戶抓握虛擬對(duì)象時(shí)的硬度；第二觸覺反饋元件12用于提供用戶抓握對(duì)象時(shí)的彈度。

觸覺反饋裝置同時(shí)包括第一氣泵14、第二氣泵15、第一可移動(dòng)閥16、第二可移動(dòng)閥17、控制組件18和無線電模塊20。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制組件通過無線電模塊與VR/AR頭顯通信，并根據(jù)VR/AR體驗(yàn)提供的信息來控制第一氣泵14、第二氣泵15、第一可移動(dòng)閥16、第二可移動(dòng)閥17的操作。

圖3是示出觸覺反饋單元13的橫截面視圖。在本實(shí)施例中，第一觸覺反饋元件11和第二觸覺反饋元件12通過粘合層22彼此疊加。

第一觸覺反饋元件11包括一個(gè)氣密且可彎曲的第一袋11b，第一袋插入了一系列的顆粒11a。

如圖4所示，當(dāng)?shù)谝淮?1b中的空氣被第一氣泵14排出并且第一觸覺反饋元件11內(nèi)的壓力降低時(shí)，顆粒11a冷凝，并且整個(gè)第一觸覺反饋元件11的剛度增加。所以當(dāng)用戶抓握虛擬對(duì)象時(shí)，整個(gè)第一觸覺反饋元件11的剛度增加而產(chǎn)生一種阻力感，并且作為虛擬對(duì)象的硬度反饋給用戶。

第一袋11b通過空氣管11c和第一活動(dòng)閥16連接到第一氣泵14的排氣系統(tǒng)。第一可移動(dòng)閥16是在第一氣泵14的排氣系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)之間切換與第一袋11b的連接的閥。

當(dāng)?shù)谝淮?1b通過第一可移動(dòng)閥16連接到第一氣泵14的排氣系統(tǒng)時(shí)，第一袋11b中的空氣由第一氣泵14排出。當(dāng)?shù)谝淮?1b通過第一可移動(dòng)閥16連接到第一氣泵14的供氣系統(tǒng)時(shí)，空氣引入第一袋11b。

第二觸覺反饋元件12包括氣密且可完全的第二袋12a。如圖5所示，第二氣泵15通過空氣管12c和第二可移動(dòng)閥17將空氣供應(yīng)到第二袋12a，這時(shí)第二袋12a內(nèi)的壓力增加，由此整個(gè)第二觸覺反饋元件12的彈性增加。當(dāng)?shù)诙|覺反饋元件12的總彈性增加時(shí)，并且作為虛擬對(duì)象的彈性反饋給用戶。

第二袋12a通過空氣管12c和第二個(gè)可移動(dòng)閥17連接到第二氣泵15。第二可移動(dòng)閥17在第二氣泵15的排氣系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)之間切換與第二袋12a的連接。當(dāng)?shù)诙?2a通過第二可移動(dòng)閥17連接到第二氣泵15的供氣系統(tǒng)時(shí)，空氣引入第二袋12a。當(dāng)?shù)诙?2a通過第二可移動(dòng)閥17連接到第二氣泵15的排氣系統(tǒng)時(shí)，第二袋12a中的空氣被排出。

圖6是顯示了硬度和排氣量之間的關(guān)系。第一觸覺反饋元件11呈現(xiàn)的“硬度”隨著“排出氣體量”的增加而增加。因此，可以根據(jù)抓握的虛擬對(duì)象及用戶的抓握操作來提供相應(yīng)的質(zhì)感。

圖7顯示了彈性和供氣量之間的關(guān)系。第二觸覺反饋元件12呈現(xiàn)的“彈性”隨著“供應(yīng)氣體量”的增加而增加。因此，可以根據(jù)抓握的虛擬對(duì)象及用戶的抓握操作來提供相應(yīng)的質(zhì)感。

圖9示出了觸覺反饋單元13根據(jù)用戶抓握狀態(tài)而對(duì)應(yīng)流程。這個(gè)實(shí)施例描述了用戶抓捏一個(gè)氣球得操作。如圖所示，從左到右描述了用戶即將抓捏氣球，到觸碰氣球，到發(fā)力抓捏，再到松開氣球的時(shí)間順序過程。

當(dāng)手部遠(yuǎn)離虛擬氣球時(shí)，觸覺反饋單元保持正常狀態(tài)；當(dāng)手部觸及虛擬氣球時(shí)，第一觸覺反饋元件開始排出小量氣體，第二觸覺反饋元件開始供應(yīng)小量氣體，以模擬觸及真實(shí)氣球時(shí)的硬度和彈性；當(dāng)手部發(fā)力抓捏氣球時(shí)，第一觸覺反饋元件進(jìn)一步排出氣球，第二觸覺反饋元件進(jìn)一步供應(yīng)氣體，以模擬發(fā)力抓捏氣球時(shí)的硬度和彈性；當(dāng)手部進(jìn)一步發(fā)力并達(dá)到對(duì)應(yīng)于抓捏真實(shí)氣球極值時(shí)，第一觸覺反饋元件最大化排出氣體，第二觸覺反饋元件最大化供應(yīng)氣體，以模擬抓捏氣球極值時(shí)的硬度和彈性；當(dāng)手部開始松開氣球時(shí)，第二觸覺反饋元件開始排出氣體，第一觸覺反饋元件開始供應(yīng)氣體，以模擬手部松開氣球時(shí)的硬度和彈性；當(dāng)手部完全松開氣球時(shí)，第一觸覺反饋元件和第二觸覺反饋元件恢復(fù)至正常狀態(tài)。

通過通過提供相應(yīng)的硬度和彈性，索尼構(gòu)思的觸覺反饋手套可以提供一種模擬抓握虛擬對(duì)象的抓握感。

相關(guān)專利：Sony Patent | Haptic presentation apparatus, haptic presentation system, and haptic presentation method

名為“ Haptic presentation apparatus, haptic presentation system, and haptic presentation method”的索尼專利申請(qǐng)最初在2019年12月提交，并在日前由美國(guó)專利商標(biāo)局公布。

---
原文鏈接：https://news.nweon.com/95406