The Voices of VR Podcast

主讲人介绍

我的名字是 Kent Bye，欢迎收听《The Voices of VR Podcast》。最近我参加了消费电子展 (Consumer Electronics Show)，展会上展示了各种不同的公司。在 Sands Expo Hall 的地下室，有一个非常有趣的区域叫 Eureka Park，那里聚集了各种 VR 初创公司。在这个园区里，有一家名为 Go Touch VR 的公司展示了一种触觉设备，试图以非常低的保真度模拟按下按钮时的感觉。这是一种可穿戴的环，当你在 VR 体验中与物体碰撞时，它会在你的手指上留下凹痕。触觉技术是一个非常复杂的问题，我不敢说我曾经试过的触觉设备中，有哪个让我觉得“哦，天哪，这就是了”。这是一个难题，需要很长时间才能达到我们拥有类似《头号玩家》中的触觉套装和外骨骼的水平，能够令人信服地让我们的意识以为自己确实在接触物体。

关于 Go Touch VR 的采访

在这次与 Go Touch VR CEO Eric Vendzoli 的采访中，他引用了一位触觉专家 Vincent Hayward 的话，称触觉本质上是一个非可解的无限自由度问题，解决它的唯一方法是欺骗大脑。因此，Go Touch VR 正试图从他们的可穿戴触觉环开始，欺骗大脑。我将在今天的《The Voices of VR Podcast》中讨论触觉、未来的触觉及其技术路线图。

赞助商介绍

在此之前，让我简单提一下我们的赞助商。今天的节目由硅谷虚拟现实会议和博览会赞助。SOVR 是年度不容错过的虚拟现实活动，汇聚了虚拟现实生态系统的全方位多样性。我常常告诫人们，如果他们只能参加一次 VR 会议，请一定参加 SVVR。你将会有大量的网络机会，还有一个巨大的展览区，展示各种不同的 VR 行业。SAVR 2017 将于 3 月 29 日至 31 日举行，欢迎访问 vrexpo.com 注册。

访谈内容

这次与 Eric 的采访是在 2017 年 1 月 5 至 8 日在拉斯维加斯举行的消费电子展上进行的。下面让我们深入探讨一下。

Eric Wepvally：嗨，我是 Eric Wepvally，我拥有触觉方面的博士学位。我们正在通过改变我们要生产的设备架构，向虚拟现实中实现一种新的触觉感知。这是一个不基于振动和力量的系统，而是实际在你的手指与设备之间产生真实的接触，这就是用户现实中触摸物体的基础，这给用户一种触摸虚拟物体的错觉。

触觉的标准方法与创新

Kent Bye：非常棒。那么现有触觉的标准方法有哪些，而你们的做法有什么不同呢？

Eric Wepvally：标准的触觉方法就像电话系统中的振动，这是处理触觉的标准方式。通过振动整个系统，用户感知到信号。但振动是一种不自然的信号。实际上，现实中唯一存在的振动是心跳，而不存在其他。我们不习惯这种人造的振动。为了使其更自然，我们再创造手指与物体之间的真实接触，这样就能带来用户与虚拟物体之间的自然感觉。

关于触觉的复杂性

Kent Bye：在我参加 IEEE VR 会议时，有一个重要的收获是现在进行的很多触觉实验都使用刚体并对其进行力量反馈，以便能使用 Haption 或那些价值 20,000 到 30,000 美元的系统。但许多技术都是非常特定于用例的。要创造出一种让人信服的通用触觉设备，我认为这是一个巨大的“诡异谷”要跨越。我不能说你们已经克服了这个诡异谷，它仍然感觉有些造作和虚假，甚至有点奇怪。那么，你们的策略是如何跨越这个雄心勃勃的“诡异谷”的呢？

Eric Wepvally：我其实不相信有人能够完全克服“诡异谷”。我们的设备设计旨在至少达到 70% 到 80% 的“诡异谷”，并以用户可接受的价格尽可能多地提供给他们。我们的系统的价格可能在 100 美元以下。如果你想要用于外科训练或其他训练的完整机器人手臂，可能需要花费 20,000 到 50,000 美元，那是没问题的。但这不是一般用户所能接受的。我们所考虑的是，将用户置于我们能以最少的硬件达到的目标上。我们的目标是利用现有资源不断改善我们的产品。

手的频率响应特性

Eric Wepvally：关于手的频率响应，手的频率响应范围在 400 到 800 赫兹。很多相关研究已经发表。这分为两种不同的处理方式，一种是我们正在开发的触摸方法，另一种是我们尚未在设备上实现的振动方法，但我们计划要实现。我们将进行触摸和伴随振动的刺激融合，以再现接触感。通过这种刺激融合，我们能够再生接触感，然后在接触的基础上再生成你所识别的细微差别，这些细微差别让你意识到虚拟与现实的差异。

精确性与动态力特性

Kent Bye：我在使用 Hapchoen 设备时，持有一个刚体并使用它进行跟踪，其能够实现在虚拟世界与现实世界之间的亚毫米精度的相关性。使用 Leap Motion 跟踪器未必能达到同样的精度，加上手和手指的灵活性，这是一个非常艰巨的难题。那么你们如何关联手在虚拟空间中的位置，这似乎是欺骗大脑的重要组成部分，使你觉得触感真实？

Eric Wepvally：我们在技术路线图中解决了这个问题，并提出了我们认为能够解决该问题的方案，尤其是实现零延迟或非常低延迟的系统。当然，光学跟踪将是解决方案的一部分。至关重要的是，设备内还需要嵌入式跟踪。你需要在手指上实现零延迟的触觉反馈，因此我们在手指尖的设备上将嵌入 IMU 传感器。通过集成一个全局跟踪系统和局部跟踪系统，并在两者之间进行数据融合，我们将能够实现你所提到的。这样，我们在虚拟世界中手的位移与触觉的正确感知之间实现关联，在感知的限度内，我们的感知范围较广。你可以获得最多 20 毫秒的信号匹配，这样就能完成工作。因此，你不需要在光学上追求极致的精度，但在设备内部需要极其精确的惯性跟踪。

多样的压力体验

Kent Bye：你们在设备内是否提供了各种不同的压力？因为我觉得无论我以多快的速度推动，感觉似乎都是均匀的压力，这导致了某种保真度不匹配，破坏了某种可信度的错觉以及存在感。

Eric Wepvally：是的，这是一个非常非常好的问题。我们现在展示的只是一次非常简单的演示，因为我们需要展示不同的方法。接触，之前没有人做过。那么引入材料特性以及皮肤的不同变形函数，我们需要准确的跟踪、准确的数据融合。CES 不是一个合适的展示场所，这是一个面向普通公众的解决方案。我们需要适当的演示来展示并介绍各种不同的解决方案。当然，未来我们将实施你提到的所有情况。我们正在构建的基础是，重新思考技术。我们不再使用手套、不再依靠力量反馈，而是创造出与众不同的全新设备，即能够生成接触感的可穿戴环。让我们从头开始，看看技术是不是很有趣？是的，那么我们会不断改进。

可穿戴设备的设计

Kent Bye：在使用过程中，我注意到设备在推动我的手指时会滑落，我不得不不断将它推回去。你们是否计划实施其他机制以固定设备，防止其自身滑落？

Eric Wepvally：这种推回主要是因为我们尚未对其进行适应你手指的人体工学设计。你的手指和任何其他人的手指都是不同的。因此，随着个人设备的推出，将会有个人调节，以避免出现这种推回。此外，目前的装置只是使用魔术贴和弹性系统，我们正在研发一种半刚性系统，该系统将具有非常高的摩擦力，以避免设备滑落。这些都是我们技术开发中的内容。我们现在是一家初创公司，正在寻找资金来实施这些技术改进。

未来的触觉体验和理念

Kent Bye：与我交谈的人提到，如果能在手上实现触觉和感觉，就能处理很多触感的体验。你们是否计划扩展到整个手，包含所有五个手指，或者其他手部的部分，能够协调多个手指以模拟实际的接触感觉？此外，如何处理抓住一个不存在的球体，但没有那个球体的力量反馈来让你的大脑产生错觉？

Eric Wepvally：这是一个极其重要的问题。人类的反馈主要分为两大类，一类是 0 到 1 牛顿，另一类是 1 牛顿到无限牛顿。在 0 到 1 牛顿之间，脑中所期待的不是力量，而是皮肤的变形。因此，我们的系统设计旨在使指尖的皮肤变形，直到 1 牛顿。在 1 牛顿的压力下，当然需要一个外骨骼。然而，日常生活中你所抓握和移动的物体的重量通常在 15 牛顿之间。因此，单指使用一牛顿的感应，可以维持接触感的幻觉，这是我们设计这个系统的原因。如果要考虑整个手，我们的计划是使用 3 或 5 个不同的、完全独立的设备。我们感兴趣的是，通过这种不同的追踪，达成的不仅是抓取，还可以是人机交互，例如使用 Apple 触控板。可以使用三根手指进行不同的操作，扩展窗口并使其到位。为什么不能在 VR 中做到这一点呢？我们需要非常精确的内部追踪，要实现这个目标就需要单一的解决方案。

虚拟现实的最终潜力

Kent Bye：对于虚拟现实的最终潜力和可能实现的目标，你怎么看？

Eric Wepvally：我认为，最大的事情是混合现实，而不仅仅是虚拟现实。虚拟现实对于游戏和学习等应用非常出色，但有一个大问题，它会给我们的眼睛和认知系统带来巨大压力，因为你总会觉得视觉与身体的体验不匹配。在混合现实中，你可以关注到现实中的事物，因此感觉更加舒适。接着，可以在其上添加信息，这可能更有趣，因为虚拟现实和现实世界之间的隔离感大大减小。你可以看到他人，而在虚拟现实中，你所看到的仅仅是头像，实际上并不相同，因为无法真正识别他们的面部表情。

Kent Bye：感谢你如此詳盡的分享，Eric！

结束语

今天的访问到此结束。Eric Vendzoli 是 Go Touch VR 的 CEO，这是一家触觉初创公司。在这次采访中，我思考的几个方面是，首先，目前在虚拟现实内演示触觉设备的效果仍让人失望，因为它并未能令人信服到让人觉得“哦，太棒了”。仍然处于“诡异谷”的范围内。我不认为 Go Touch VR 能够解决这个问题，但这次采访的意义在于，有人一定会找到某种解决方案，能够足够欺骗大脑，让消费者在不同应用中获得满足。

随着技术的不断发展，五到二十年后，触觉将成为虚拟现实体验中不可或缺的一部分，因为你只能用视觉和听觉刺激来吸引用户，而实际在 VR 中感受触觉将是使其与真实世界无法区分的重要环节。谢谢大家收听《The Voices of VR Podcast》。如果希望支持我们的节目，请告诉你的朋友，传递这个消息，成为我们的 Patreon 赞助者。每月几美元的支持都能产生巨大的影响，所以欢迎今天就访问 patreon.com/voicesofvr。

谢谢大家收听！