地球与环境 2022-07-03 16:54

高保真触摸有可能极大地扩展我们对计算设备的期望范围,使新的远程感官体验成为可能。德克萨斯农工大学(Texas A&M University)机械工程系j·迈克·沃克(J. Mike Walker)的两名研究人员领导的这项研究,可以帮助触摸屏模拟虚拟形状。

辛西娅·希普维尔博士正在研究手指与设备之间的摩擦,而乔纳森·费尔茨博士正在研究单个皮肤细胞与触摸屏界面玻璃之间相互作用的摩擦。这两家公司将各自领域的专业知识结合在一起,将微观层面的摩擦原理应用于手指与设备的交互机制。

Hipwell强调了这一追求的重要性,他将其与目前通过高保真音频和视频传递沉浸式和准确信息的技术进行了比较。

“我们可以在屏幕上观看数字录制或远程传输的音频和视频,可以看到非常详细的细节,”希普维尔说,小奥斯卡s怀亚特。45年二号椅子,教授。“我们还没有在触摸屏上实现同样的功能。想象一下,你可以摸到生活在另一个大陆上的蛇的皮,或者你想在网上购买的衣服的面料。”

该技术的另一个应用(最近受到了高度关注)是沉浸式虚拟环境的增强,例如拟议的元宇宙。

费尔茨副教授兼小史蒂夫·布劳尔(Steve Brauer, Jr.)说:“要想让自己真正沉浸在完全数字化的现实中,触觉的感觉需要触觉感知方面的巨大进步。”02年的教员。“我们所做的基本上是创造了一种全新的方式来调节以前从未存在过的触觉。”

该团队正在努力证明,模拟与不同表面纹理和形状相关的独特机械和热感觉是可能的。他们最近在《科学机器人》(Science Robotics)杂志上发表的文章表明,仅通过温度变化就可以将这些感觉转化为触摸屏上的感觉,而不是通过超声波振动或电粘附方法来表达。

Hipwell说:“我们实际上对我们能够实现的摩擦增加的幅度感到惊讶。”“它的规模与目前的表面触觉设备相竞争,这意味着在表面触觉设备渲染中有另一种摩擦调制的选择。”

希普维尔说,另一个令人兴奋的进展是,他们的研究表明,可以将摩擦定位到皮肤的外层,至少在滑动速度下,可以控制摩擦,而不会让设备感到热。

随着研究的继续,费尔茨说,许多问题还包括这种方法能在多大程度上方便地融入消费设备并实现商业化。

“可以缩小规模吗?”它的反应够快吗?它能模拟各种各样的表面吗?它能负担得起吗?我们认为这些批评是合理的,但我们期待着利用这一现象来提高我们对触觉反馈的基本理解,并寻求微型化和商业化的途径。”

该团队正在继续他们的工作,通过进一步探索手指设备界面的复杂性,以及由于环境和皮肤属性差异而产生的变化,来解决该方法面临的挑战。他们还希望在触摸屏的小型化和集成方面进行设计改进。

参考:

Changhyun Choi, Yuan Ma, Xinyi Li, Sitangshu Chatterjee, Sneha Sequeira, Rebecca F. Friesen, Jo nathan R. Felts, M. Cynthia Hipwell。通过表面温度的变化实现虚拟形状的表面触觉绘制。科学的机器人,2022;7 (63) DOI: 10.1126/scirobotics.abl4543


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