Устройство в форме наперстка протестировали в трех разных сценариях.
Погружение в мир виртуальной и дополненной реальности не только невероятно увлекательно, но и может приносить ощутимую практическую пользу — например, в промышленности и медицине. Но работая или играя в виртуальном пространстве, полностью абстрагироваться от суровой действительности не получится — вес и жесткость аппаратного обеспечения напомнят о ней со всей неумолимостью.
В Университете Карнеги–Меллона (CMU) разработали мягкий тактильный интерфейс. Устройство в виде наперстка, надетое на палец, незаметно объединяет виртуальный и реальный миры.
«Мы создаем незаметные технологии, — говорит профессор Кармел Маджиди, руководитель Лаборатории мягких машин в CMU. — Эта технология призвана помогать, не отвлекая, не требуя больших когнитивных усилий и не мешая другим сферам нашей жизни, которым нужно полное вовлечение».
Беспроводной, гибкий, легкий тактильный интерфейс, крепящийся на кожу, взаимодействует с пользователем посредством одиннадцати различных многонаправленных движений. Устройство работает на основе мягкого приводящего механизма из сплава с памятью формы (SMA) со змеевидной структурой. Эпоксидный зонд служит барьером между приводом и пользователем, защищая кожу от нагрева SMA.
«Обычно для воспроизведения различных движений требуется несколько приводов. Нам удалось добиться очень богатой тактильной обратной связи с помощью одного единственного привода, что делает устройство более надежным и универсальным», — пояснил Маджиди.
Чтобы продемонстрировать универсальность устройства, его проверили в трех разных сценариях. Результаты захватывающих экспериментов опубликованы в Nature Electronics.
1. Виртуальная реальность
Пользователь в гарнитуре VR смог испытать физические ощущения при взаимодействии с виртуальным объектом.
2. Повседневная деятельность
Когда устройство было синхронизировано с камерой, пользователь смог повесить картину на стену в желаемом месте, следуя подсказкам носимого устройства. При этом вместо привычных голосовых команд «Выше! Ниже! Левее!», которые обычно сопровождают развешивание предметов домашнего декора, использовались разнообразные тактильные сигналы.
3. Обнаружение объекта
С завязанными глазами пользователь смог найти конкретные объекты на столе с помощью направляющих сигналов от устройства. Этот эксперимент продемонстрировал потенциал тактильных интерфейсов для расширения сенсорных возможностей пациентов с нарушениями зрения.
a) Экспериментальная установка, на которой пользователь определяет и тянется к объектам на столе.
b) Паттерны активации привода, записанные, когда пользователь тянулся к целевому объекту, выделенному оранжевым цветом.
c) Последовательные изображения, демонстрирующие, как пользователь тянется к целевому объекту, следуя направляющим сигналам.
d) Соответствующие сцены в графическом интерфейсе в те же моменты времени, что и картинках (c).
e) ИК-изображения, показывающие активацию тактильных устройств на основе рассчитанной информации о направлении.
«Масштабируемость, универсальность, быстрое время отклика, незаметность и способность преодолевать языковые и культурные барьеры делают наше устройство тактильной обратной связи максимально доступным решением», — резюмировал профессор.
Разработчики надеются, что технология может принести существенную пользу в повседневной жизни. Они планируют продолжать развивать ее для других применений, таких как носимые интерфейсы «человек-машина». Однажды это может позволить людям научить робота играть на музыкальном инструменте или делать хирургические операции — или наоборот.