Электрический веер позволил оценить размер объектов в виртуальной реальности

Немецкие инженеры разработали контроллер для VR-шлемов, позволяющий передавать размер и другие характеристики виртуальных объектов. Он представляет собой веер, способный раскладываться и тем самым увеличивать аэродинамическое сопротивление, формирующее ощущение от взаимодействия с виртуальным предметом. Разработка была представлена на конференции CHI 19.

Современные шлемы виртуальной реальности имеют достаточно качественные экраны для реалистичного изображения виртуального мира, а также умеют передавать звук и даже его направление. Однако серийные VR-шлемы оснащаются контроллерами, которые могут передавать лишь крайне упрощенные ощущения от физического контакта с виртуальными объектами с помощью вибрации. В лабораторных разработках инженеры используют более реалистичные способы передачи физического контакта. Как правило, они задействуют активное воздействие на часть тела, прикасающуюся к виртуальному предмету. Например, VR-перчатки активно сопротивляются сжатию пальцев, а более массивные контроллеры, такие как куб с пропеллерами, сопротивляются движению всей руки.

Андре Ценнер (Andre Zenner) и Антонио Крюгер (Antonio Krüger) из Немецкого исследовательского центра по искусственному интеллекту (DFKI) разработали VR-контроллер, передающий физические свойства виртуальных объектов динамическим пассивным способом. По сути контроллер представляет собой набор их двух вееров, сделанных из дерева и ткани. Они приводятся в движение двумя отдельными сервомоторами в основании. Благодаря этому контроллер может за 570 миллисекунд полностью раскрывать оба веера и увеличивать площадь своей поверхности в семь с половиной раз. На этом свойстве и основан принцип действия контроллера — увеличивая площадь поверхности он меняет свое аэродинамическое сопротивление, из-за чего пользователю становится сложнее двигать его через воздух. Компьютер, к которому подключен шлем, может отслеживать положение контроллера с помощью датчика HTC Vive Tracker, установленного в его основании.

Разработчики предложили два основных варианта использования контроллера — при вращении и перемещении из стороны в сторону. На их основе они продемонстрировали несколько сценариев использования. К примеру, при вращении контроллера вокруг его оси степень раскрытия веера позволяет различать материал, из которого сделан виртуальный объект, или его размер. Кроме того, разработчики продемонстрировали, как контроллер можно применять для динамических сцен в виртуальной реальности. Например, они показали, как пользователь может чувствовать давление двух струй газа с помощью контроллера, который раскрывает вееры в соответствии с расстоянием до струй и их интенсивностью. Наконец, инженеры провели исследование на добровольцах, которое показало, что новый контроллер усиливает чувство погружения в виртуальную реальность

Помимо активного и пассивного воздействия на руки и другие части тела есть и другой подход для передачи ощущений от физического контакта и движения в виртуальной реальности — электростимуляция. В 2017 году другая группа немецких инженеров использовала электростимуляцию мышц для имитации ощущения контакта с виртуальными стенами. А Samsung и инженеры из MIT использовали электростимуляцию корешков преддверно-улитковых нервов для имитации движения в виртуальной реальности благодаря воздействию на вестибулярный аппарат.

Григорий Копиев