Технології
Технології

VR-шолом навчили «торкатися»‎ обличчя ультразвуком

Американські розробники створили VR-шолом, який за допомогою тонкого компактного масиву ультразвукових датчиків відтворює тактильні відчуття на губах, зубах і язику. Система здатна імітувати рухи, імпульси та вібрації, що було продемонстровано відтворивши бризки грязі, чищення зубів та стрибки павуків до рота. Результати тестування опубліковані на сайті міждисциплінарної дослідницької лабораторії Future Interfaces Group.

Future Interfaces Group / YouTube

Future Interfaces Group / YouTube

Як працює цей VR-шолом?

Ротова порожнина містить безліч чутливих рецепторів, чим дослідники з Університету Карнегі-Меллона, Пенсильванія, вирішили скористуватися для вдосконалення існуючих гарнітур віртуальної реальності. Платформа складається з гарнітури Oculus Quest 2, в нижній частині якої встановлена друкована плата з 64 ультразвуковими перетворювачами. Масив цих ультразвукових датчиків доставляє безконтактні тактильні відчуття до шкіри в повітрі. Це досягається за допомогою застосування високочастотних хвиль тиску, як правило, в діапазоні 40-70 кілогерц. Тактильний ефект відбувається тоді, коли об'єкти візуально знаходяться в межах 10 сантиметрів від обличчя.

Future Interfaces Group

Future Interfaces Group

Як його тестували?

Щоб дізнатися потенціал шолому, вчені створили три сценарії, які дослідили на 8 добровольцях. В одному з них користувачі повинні були пройти крізь павутину в лісі, щоб дістатися до галявини. Після дотику до павутини імітується як вона знімається з обличчя. На галявині павук стрибає до рота користувача, генеруючи випадкові імпульси на ділянці в 1 сантиметр, які далі переходять до обличчя. Користувач має вистрілити в павука, а коли той вибухає, слиз бризкає на обличчя. Нарешті, є ще павук-бос, з якого капає отрута, яка стікає на учасника.

Демонстрація проходження сценарію крізь ліс з павутинням. Future Interfaces Group

Демонстрація проходження сценарію крізь ліс з павутинням. Future Interfaces Group

В іншому сценарії учасники п'ють воду нахиляючись до фонтану, наче доторкаючись губами до бризків води. Опинившись в кімнаті відпочинку п'ють каву, де імітується потрапляння рідини в рот. Затяжка сигарети відтворюється у вигляді високочастотної вібрації. Після цього система анімує тактильне відчуття чистки зубів, коли щітка рухається зліва направо.

Останній сценарій відтворює гонку на мотоциклах. Коли користувач їде по відкритій дорозі система анімує ефект вітру, імпульси починаються в центрі рота і рухаються назовні до куточків губ. Далі починається дощ, який проявляється у вигляді серії повільних імпульсів, що потрапляють до рота користувача. Після дощу залишаються калюжі, які можуть бризкати на учасника.

Future Interfaces Group / YouTube

Якими насправді були відчуття учасників?

Після тестування учасники заповнювали анкети, щоб визначити ступінь відтворення тактильних відчуттів з масивом ультразвукових датчиків та без нього. Загалом учасники високо оцінили тактильність і локалізацію, відзначивши, що без гарнітури вони не розуміли коли речі повинні торкатися обличчя, хоча дехто зауважив, що тактильний ефект не відповідав їхнім очікуванням, наприклад, вологість від бризок не можна реалістично змоделювати лише за допомогою вібротактильного ефекту. Тож розробникам ще є над чим працювати, від покращення відтворення тактильності, до мініатюризації розмірів та ваги самого обладнання.