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Dexta正在制作能让虚拟现实产生反馈的触觉外骨骼手套。

德克斯塔机器人公司正在开创沉浸式体验的下一个逻辑步骤,即能够触摸虚拟世界,并感受到它的推力。他们的Dexmo VR手套旨在为佩戴者提供与其在虚拟现实环境中的交互相对应的阻力。在这篇客座文章中,德克斯塔机器人的创始人Aler Gu向我们介绍了Dexmo的进展。

Aler Gu是德克斯塔机器人的创始人兼首席执行官。他是剑桥大学的一名热衷于机器人学的研究员。他关于手部虚拟现实交互的论文已发表在ACM CHI 2016期刊上。德克斯塔机器人在他们的触觉技术上拥有一项美国专利和四项中国专利。德克斯塔专注于手部虚拟现实交互和手部力反馈。他们的主要项目是Dexmo,这是一个适用于虚拟现实的消费者友好型手部外骨骼。

虚拟现实现在是人们关注的焦点。刺激视觉和听觉的沉浸技术正在迅速发展。但触觉是沉浸的关键。能够感受和与虚拟物体互动就是跨越数字鸿沟的方式。
真正的力反馈在实验室中已经可行。但只能通过大型装载电机来实现。笨重、昂贵,不适用于大众市场。Dexmo的理念是使力反馈轻便、实惠和可行。
关键在于二进制力反馈。在外骨骼的滑动机构中智能控制着锁定和解锁关节。这种技术在虚拟现实中实现了个别手指级别的力反馈。该技术还可以捕捉到手的三维运动。结合在一起,效果令人满意且价格实惠。便携且无线。

在这里,“二进制”指的是每个手指外骨骼上的力反馈单元(FFU)的两个状态:开和关。当FFU处于关闭状态时,用户可以动弹他们的手指。Dexmo会跟踪他们的手指动作。与其他反馈设备不同,它不需要电机承受用户施加的所有扭矩。这种方法适用于模拟绝对刚性力反馈,但对于有弹性的力反馈效果不好(力输出光谱的中间部分)。这就是为什么德克斯塔开发了另一款具有可变刚度的Dexmo原型,以探索其他可能性。
德克斯塔已获得并封存了一项关于实现此技术的美国专利,我们的研究已在SIGCHI上发表。我们取得的进展是实质性的,我们对此感到兴奋。以下视频展示了我们的技术实现和我们努力实现的目标。

有了这项技术和知识,我们正在将二进制力反馈优化,包括软性力反馈。这种方法依靠精心控制的阻抗调节刚度。本文开头的视频展示了这一点。
我们控制电机充当弹簧。这个“弹簧”的刚度会在实时电子调节下根据应用程序的控制而调整。这种控制方法在协作机器人领域是标准的,该领域专注于通过机器人装置增强人体能力。日本的研究团队也有类似的想法,但他们从未推向市场。德克斯塔是首家将此技术应用于商业化手部外骨骼产品的公司。
这种力反馈技术将如何影响您的虚拟现实体验?当身处虚拟环境时,您可以感受到弹性和刚性虚拟物体之间的差异。您将能够握住一把枪,并感受到扳机上逼真的“咔嗒”阻力。更微妙的是,您将能够通过触摸拾取的虚拟物体来判断它是橡胶球还是岩石。
虚拟现实内容创作者可以通过使用我们的软件开发工具包动态改变虚拟物体的刚度。我们有一个早期原型的可变刚度力反馈外骨骼的视频演示。

上面的视频来自我们早期的研发工作。我们已经取得了很大的进展。例如,我们成功将每个手指的二进制力反馈模块进行了微型化,过程中还设计了定制的舵机。
我们已经接近成功。新版本的Dexmo手套将为虚拟现实带来新的可能性。不断发展的VR视觉和音频技术将我们拉近了数字鸿沟,Dexta正在采取行动,早日帮助我们跨越这个鸿沟。

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