使用软机器人和3D打印制作的VR触觉手套

近日，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员正在使用3D打印和软机器人开发智能手套，从虚拟现实环境向用户提供触觉反馈。目前，该手套正处于原型阶段，但创新的机器人手套已被成功地用于模拟演奏虚拟钢琴。

随着虚拟现实游戏和环境变得越来越现实，触觉反应成为了一个落后的领域。目前，大多数触觉反馈是以振动式遥控器的形式出现的，当用户在VR世界中遇到某些东西时，会发出嗡嗡声。

显然，这种简单的反馈并不像虚拟现实视觉方面那么细微，而且可以从经验的沉浸中脱颖而出。加州圣地亚哥研究员Jurgen Schulze说：“他们不现实。你不能触摸任何东西，或者当你按下按钮时感到抵触。”

现在，Schulze和一批专门的研究人员希望通过一种重要的方式将触觉融入虚拟现实中。他补充说：“从触觉的角度来看，我们正在努力让用户感觉到他们处于现实环境中。”加州大学圣地亚哥分校团队最近在加利福尼亚州伯林格姆的电子成像、虚拟现实工程现实会议上展示了他们的工作，参加者无疑对他们之前的机器人手部配件留下了深刻的印象。与其他现有的将触觉融入虚拟现实的努力不同的是，他们经常依赖于庞大而重的材料，如金属。而加州圣地亚哥的项目使用更轻、更灵活的软机器人来制作VR手套。据悉，机器人手套由三个主要部分组成：Leap Motion传感器，能够检测使用者的手的位置；用于控制手套运动的流体控制板，以及根据使用者如何在VR世界中移动他或她的手而设计的充气或放气的柔软机器人部件。通过紧缩或膨胀有效地模仿了现实生活中触动某物的触觉。 加州大学圣地亚哥分校雅各布工学院的机械工程教授Michael Tolley说：“虽然这是第一个原型，但效果令人惊讶。”柔软的机器人组件本身属于“Mckibben肌肉”的类别，被称为“用编织纤维覆盖的乳胶室”。所有三个手套组件一起工作，机器人肌肉在用户移动手指时做出响应。对于VR手套的外骨骼，研究人员3D打印了手套的模具。该团队表示，通过3D打印的模具，制造和批量生产设备将更容易。对于原型手套，使用配有尼龙搭扣的硅橡胶作为外骨骼。为了测试VR手套，该研究团队邀请了十五名用户（其中两名是VR专家）尝试玩虚拟钢琴。正如我们在演示视频中可以看到的那样，手套被链接到显示虚拟的手与键盘实时交互的计算机显示器。最后，测试用户对反馈的质量感到惊讶，并指出手套的反应程度如何。目前，工程师团队正在努力改善其VR手套设计，并希望使其更轻、体积更小，当然更便宜。Tolley总结道：“我们的最终目标是创建一个能够在VR中提供丰富经验的设备，你可以想象它被用于手术和视频游戏，以及其他应用程序中。”