Levitation, berøring og lyd - hvordan du vil føle videospil i fremtiden

På trods af fremskridt inden for både virtual og augmented reality -teknologi i de sidste par år, der er et område, der forbliver forsømt:berøring. Med dit VR -headset tændt, du kan måske udforske seværdighederne i en stor skov og høre fuglesang rundt omkring dig, men du vil ikke mærke mosens fugtighed på en træstamme eller bladene hvile under fødderne.

Og alligevel er berøring en integreret del af, hvordan vi interagerer med verden. Et kram fra en elsket kan få en frygtelig dag til at føle sig bedre, følelsen af ​​at vinden pisker forbi mens du cykler kan være spændende, selv taktil feedback fra en knap ved et fodgængerfelt er betryggende.

"Du udforsker og forstår verden gennem alle dine sanser, men når du kommer til en computer, du er virkelig afskåret fra nogle af dem, "siger Stephen Brewster, professor i interaktion mellem mennesker og computere ved University of Glasgow, Storbritannien. "Tænker på de forskellige interaktioner, du har med den fysiske hverdag uden for computere, kunne vi ikke bringe noget af det ind? "

At bringe elementer af berøring ind i vores digitale liv er præcis, hvad han og andre forskere, der arbejder med haptisk-eller berøringsbaseret-teknologi forsøger at gøre. Prof. Brewster er en del af Levitate, et projekt, der har til formål at skabe en prototype af et svævende objekt, som brugerne lige så let kan nå ind i og manipulere som om det var digitale pixels på en skærm, komplet med taktil feedback.

Ultralyd

Ideen er at bruge ultralyd - den samme teknologi, der bruges i bilsensorer til at stoppe dig med at ramme væggen, når du parkerer - for at skabe tre forskellige effekter. Den første er 'følelige kræfter' i luften, efterligne følelsen af ​​berøring uden at der er et fysisk objekt til stede. Det andet er det, der er kendt som parametrisk lyd, hvor en højttaler kan udsende stærkt fokuseret lyd, der kun høres af en person og ikke, for eksempel, personen der sidder ved siden af ​​dem. Og det tredje er det, der giver projektet sit navn:svævning af små genstande.

Nu begynder teamet at samle alle tre aspekter - berøring, lyd, og levitation - med det formål til sidst at køre dem ud af det samme ultralydshøjttalersystem.

Arbejdet er ikke uden udfordringer. Prof. Brewster og hans kolleger har svævet flere små polystyrenperler i form af en terning, der kan roteres i luften som reaktion på bevægelser. At tilføje denne interaktion med terningen var en udfordring. "Du vil have objekter til at kunne ændre form eller deformere (når nogen skubber dem), "sagde han." Det bliver komplekst at aktivere disse dynamiske bevægelser som reaktion på dine bevægelser. "

Følelsen af ​​berøring opstår, når ultralydsbølger fra forskellige emittere kombineres ved brændpunkter, der bevæger sig utrolig hurtigt, skaber illusionen om et fast objekt i luften. Ideen er, at hvis du bærer et AR- eller VR -headset og ser et virtuelt objekt foran dig - eller interagerer med en kombination af fysiske pixels som Levitate -projektets polystyrenperler - kan du også mærke objektet, mens du interagerer med det .

Følsom

En del af grunden til, at vores følesans hidtil er blevet negligeret i det digitale område, er, at det bare er sværere at genskabe berøring end et billede eller en lyd. "Vores fingre er så følsomme, vores hud er så følsom, det er meget svært at lave hardware, der er lige så god som vores, som vores hud er, "sagde prof. Brewster." Så ofte er disse berøringsbaserede interaktioner lidt dårlige. "

Når du kører fingeren hen over dit skrivebord, sige, overfladen af ​​din hud bevæger sig op og ned, skaber bølger, der bevæger sig gennem lagene af din hud og ned til din knogle. På vej, de rammer mekaniske receptorer med nerver, der afgiver et elektrisk signal til din hjerne.

Dr. Tom Montenegro-Johnson og Dr. James Andrews, anvendte matematikere ved University of Birmingham, Storbritannien, modellerer denne proces - op til det punkt, hvor receptoren sender et signal til hjernen - for at hjælpe med at skabe mere realistisk haptisk feedback.

"Hvis vi kan genskabe den første del af den proces så tæt som muligt, med vores haptiske enheder, resten skal forhåbentlig passe på sig selv, "sagde Dr. Montenegro-Johnson.

Han har været i stand til at drage fordel af et væld af matematik, der allerede findes på et helt separat videnskabeligt område. "Da vi startede dette, vi bemærkede, at huden på mennesker er, i en vis forstand, ligner huden på jorden, matematisk set, "sagde han." Der er et næsten et-til-et-kort mellem, hvad der sker i jordskælv, og hvad der sker, når du gnider let med din finger over en overflade. "

Forskningen er en del af H-Reality, et projekt, som Levitate, ved hjælp af ultralyd til at skabe følelser af berøring i luften. Ideen er at bruge denne nye berøringsmodel til at skabe den næste generation af wearable haptics - en enhed du bærer på din hånd, der giver feedback på både form og tekstur af digitale objekter.

Bortskaffelse af bomber

Dr. Montenegro-Johnson mener, at den mest udbredte applikation til denne form for teknologi vil være videospil. Men der er andre, mere niche, men måske mere værd, applikationer, også. Bombebortskaffelsesrobotter kunne videregive oplysninger til et computerprogram, der føder ind i en bærbar haptisk enhed til den person, der kontrollerer det, for eksempel.

"Hvis du har en robotarm, der ødelægger en bombe, eller foretager en delikat operation, og du styrer det via en VR -grænseflade, vi vil nu kunne give dig berøringsfeedback, "sagde Dr. Montenegro-Johnson.

Med svævende objekter, der giver berøringsfeedback, forskere kunne sidde omkring en model af et protein, der flyder i luften og manipulere det, mens de diskuterer det, eller designere kunne nå ind og foretage ændringer i deres arbejde i en ægte 3D-model, ikke en 2-D computersimulering af en. Denne teknologi kan også føjes til de enheder, vi allerede bruger dagligt. "Du kan lægge din hånd over telefonen og mærke antallet af beskeder, "sagde prof. Brewster.

Efterhånden som computere i alle størrelser stadig mere ind i vores liv, indføring af flere af vores sanser ville berige vores interaktioner med teknologi. "I stedet for bare at have massive skærme og jeg stikke et tastatur med fingrene ... kan jeg meget mere end det, som et menneske, "sagde prof. Brewster." Hvorfor er mine enheder ikke opmærksomme? "