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韓國研究人員開發(fā)力反饋虛擬現(xiàn)實控制器彈性 它模擬彈性肌腱的靈活運動響應(yīng)

(映維網(wǎng) 2020年11月27日)觸覺技術(shù)為增加虛擬現(xiàn)實的真實感提供了一個很好的機會。事實上，游戲和模擬中使用的觸覺控制器可以顯著提高相關(guān)體驗的真實性和享受度。用戶對虛擬世界的感知受有形代理和觸覺錯覺的影響很大。結(jié)合視覺界面，會有助于改變用戶的感官體驗。

工業(yè)和學(xué)術(shù)界出現(xiàn)了許多既使用觸覺反饋又使用力反饋的系統(tǒng)。過去的大多數(shù)努力都是由商業(yè)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性驅(qū)動的，這往往導(dǎo)致人們使用振動電機來產(chǎn)生觸覺反饋，而不是更復(fù)雜的機械設(shè)備。但是，第二種方法特別有趣，不僅因為它正在成熟，變得越來越被接受和可行，還因為它可以產(chǎn)生非常真實的動態(tài)特性感覺，并且可以模擬重量、質(zhì)量運動、沖擊和阻尼振蕩。這些都是傳統(tǒng)觸覺刺激無法支持的感受。

日前，韓國科技學(xué)院的一個研究團(tuán)隊以名為彈力克的項目獲得了“ACM奎斯特2020”研討會最佳論文獎。這是韓國大學(xué)第一次在大會上獲得最佳論文獎。

彈力繩是一種手持式力反饋控制器。當(dāng)握持時，它可以獨特地再現(xiàn)物體的柔韌性和可變形性。舉個例子，想象你拿著一個柔性的橫梁，比如一個圍欄或者一根魚竿。

柔性梁的運動會導(dǎo)致質(zhì)心的感知偏差，其振蕩會產(chǎn)生獨特的動態(tài)響應(yīng)，隨長度、橫截面和材料成分而變化。因此，彈性克可以作為一個可變剛度控制器來模擬振動或擺動柔性虛擬物體引起的動態(tài)響應(yīng)。

這是通過沿著關(guān)節(jié)動態(tài)改變四個定制彈性肋的剛度來實現(xiàn)的。關(guān)節(jié)可以有效地增加和減少控制器沿著兩個獨立軸(2個自由度)的整體剛度。比如，有了這個裝置，我們就可以制造出拿著魚竿的錯覺。魚竿前端感覺顫抖柔軟，后端手柄感覺僵硬牢固。同樣，我們可以將剛度映射到物體的其他參數(shù)，如長度、截面等，從而真實地渲染出物體在現(xiàn)實世界中的響應(yīng)。

為了展示彈性控制器的潛力，團(tuán)隊構(gòu)建了幾個應(yīng)用程序，如上面的視頻所示。該團(tuán)隊專注于三組應(yīng)用程序。

擊劍應(yīng)用展示了設(shè)備通過兩個獨立的軸使手具有不同硬度的能力。用戶可以體驗擊劍和三種類型的剛性劍，每種劍都有特定的硬度。箔片是最靈活的，它的薄矩形橫截面允許它在任何軸上彎曲。刀身短而硬，橫截面呈y形，使刀刃在縱軸上更硬；重劍是最堅硬的，它的三角形橫截面使劍刃平整堅硬

對于攪打機應(yīng)用，用戶可以體驗剛度的動態(tài)變化。在這個應(yīng)用程序中，用戶可以體驗碗里的鮮奶油。最初，面糊是液態(tài)的，在任何方向都是有彈性的。隨著時間的推移，面糊會變得更硬。

最后，應(yīng)用程序展示了控制控制器的另一種方法，并為將來定制具有可選形狀參數(shù)的控制器打開了大門。在一個被稱為扭轉(zhuǎn)裝置的應(yīng)用中，一個額外的物理手柄連接到彈性桿的頂部，并且該裝置被改變?yōu)殡p手控制器，從而模擬用于健身的扭轉(zhuǎn)裝置。通過彎曲設(shè)備，用戶將體驗到不同程度的剛度，類似于扭轉(zhuǎn)裝置的重量調(diào)節(jié)。

如需了解更多關(guān)于彈性克的信息，請訪問項目官方網(wǎng)站，獲取相關(guān)說明和論文。

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