可穿戴設備能讓你體驗更加真實的VR感受

　　現階段，市場上有很多通過模擬身體感覺讓虛擬世界更加真實的設備，比如說全身套裝、手套、機械手和外骨骼等等。這些產品能夠模擬感覺，但不能創造出諸如墻和門這類空間結構的真實效果。隨著增強現實和虛擬現實越來越普及，能夠直接“穿過”墻壁并不是什么創新想法，相反，它將會在很大程度上限制用戶體驗。

　　那么，問題就來了。我們究竟應該如何設計出虛擬墻壁這樣一種物理障礙呢?不僅能摸能推，還不需要使用笨拙的機械硬件作為輔助。

　　專門研究人機交互的PedroLopes認為，這個問題的答案就隱藏在我們的皮膚下面。他與來自德國波茨坦哈索·普拉特納研究所的PatrickBaudisch、SijingYou、Lung-PanCheng和SebastianMarwecki聯手研發了一款簡單的可穿戴設備，利用電子肌肉刺激(即ElectricalMuscleStimulation，簡稱EMS)來直接向用戶的肌肉傳送感覺，與物理治療中使用的刺激方法比較類似。

　　他介紹說：“我們對這方面著實很感興趣，希望能夠利用大家認為不可能的方式，也就是這種虛擬墻壁的方式，來模擬出真實的身體感覺。”

　　Lopes和他的團隊發現，他們能夠利用體驗者自己的肌肉來創造出一種真實的受阻的感覺。具體來說，就是通過觸動他們的反向肌肉群組，來產生一種碰到真實物體受到的反作用力或者阻力的感覺。同理，他們還能夠通過把小型可穿戴設備與固定在皮膚上的電極連接起來，讓用戶體驗到在虛擬現實中“托著”大型方塊或者用力按住一個虛擬按鈕的感覺。

　　Lopes團隊研發的這套可穿戴裝置包含有8個電極，分別固定在左右兩邊的前臂、肱二頭肌、肱三頭肌和肩膀上。這8個電極需要與醫學專用的八電流通道肌肉刺激器連接到一起，而這些刺激器則是受虛擬現實模擬器控制的。整個裝置十分緊湊小巧，可以直接背在身上，完美體現了Lopes的研究目的。不過，Lopes表示，他本人并不是產品的設計者，希望將來能夠進一步優化產品設計，并且計劃進行商業推廣。

　　一款能夠模擬出物理結構效果的可穿戴設備，能夠讓用戶以一種更加真實的方式來探索虛擬世界。與以往在游戲中用手指簡單通過虛擬墻壁的感覺不同，這款設備能夠讓你的整個身體都感覺到碰到墻壁產生的那種真實阻力。更夸張的是，如果你愿意嘗試含有一些危險因素的虛擬體驗，那設計師們還可能會讓電極“噴火”，讓你感受到手指被大力推開的真實感覺。

　　Lopes解釋說：“這款產品最大的發展潛能，就在于它能夠利用最少的硬件來提供最真的體驗。整套裝備就只是幾個固定在手臂上的電極，不需要外骨骼這類大型設備。你只需要打開電極，就能立即體驗到虛擬墻壁帶來的阻力，感受到虛擬按鈕和方塊的重量。”

　　說實話，這項技術本身并不新鮮，因為電子肌肉刺激用于物理治療和力量訓練已經有幾十年的歷史了。除了這款可穿戴設備，Lopes還負責過其他一些科研項目。其中包括讓振動深入到用戶身體中去，讓他們在虛擬世界中體驗真實的感覺;還包括一個藝術項目，在這個項目中，刺激產生的力量會強迫用戶不停地搖動機器杠桿。其實，Lopes早在三年前就研究過如何在虛擬現實中模擬墻壁阻力，但并沒有取得什么成果。當時他發現，不管電子肌肉刺激的時間是長還是短，收獲的效果都比較小，因為人們已經習慣了那種振動。但在這一次的研究項目中，Lopes發現刺激突發的時間越短，產生的效果越好。

　　為了測試用戶最為真實的感受，Lopes讓體驗者在虛擬房間中嘗試去推不同的“墻壁”，并且詢問他們每一次推完之后的感受。他總結說：“我們發現，如果讓體驗者感受短短300毫秒的脈沖，那他們雖然不知道阻力來自哪個方向，但是身上的肌肉會做出反應。因為在如此短暫的時間里，他們根本沒有時間去理性思考，所做出的都是最為真實的反應。”

　　除了Lopes團隊，研究電子肌肉刺激的機構還有很多。比如說，虛擬現實系統TreeSense就利用電子肌肉刺激，來讓用戶體驗當一棵大樹的感覺。再比如說，英國公司Teslasuit研發的虛擬現實全身觸控體驗套件，也使用了電子肌肉刺激。但是Lopes指出，任何利用手套為載體的技術，或者是依靠機械零件的技術，其實都會抑制用戶的真實感覺。

　　舉個例子，有些手套雖然內置有能夠觸動手指的電機，聽上去很炫酷，但其實戴上手套之后用戶就無法抓拿物體了，更別說感受到來自墻壁的真實阻力。因此，Lopes認為將電極固定在手臂上，能夠讓虛擬體驗更加逼真。