Diese VR-Technologie lässt auch Ihre Lippen die Action spüren

  • Spielen Die Technologie hat sich weiterentwickelt, um ein realistisches haptisches Feedback auf Lippen, Zähnen und Zunge zu erzeugen.
  • Forscher der Carnegie Mellon University stellten ein Gerät her, das an a Virtual-Reality-Kopfhörer und richtet Ultraschallwellen auf den Mund.
  • Freiwillige berichteten von simulierten Gefühlen Wassertropfen, kriechende Käferund Zähne putzen während Sie das Gerät verwenden.

    Betrachten Sie die Art und Weise, wie ein kühler Wassertropfen über Ihren fließt Lippen. Oder denken Sie an die nassen Schlammspritzer, die manchmal auf Ihr Gesicht spritzen, wenn Sie in einer Schlammpfütze herumstampfen. Stellen Sie sich abschließend eine Ameise vor, die über Ihren Mund kriecht. All dies und mehr können Sie in der virtuellen Realität (VR) spüren, wenn Sie auf einem auftauchen Spielen Headset von Forschern der Carnegie Mellon University (CMU) in Pittsburgh, Pennsylvania.

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    Ein Team bei CMU’s Institut für Mensch-Computer-Interaktion (HCII), der nach neuartigen Wegen suchte, um haptisches Feedback im Spiel zu erzeugen, nutzte die Tatsache, dass Lippen mehr als eine Million Nervenenden haben. Anders als bei uns Fingerspitzensie sind der empfindlichste Teil des Körpers – perfekt, um haptisches Feedback zu erhalten, eine Gaming-Funktion, die konvertiert elektrisch Signale in Berührungsempfindungen während des Spiels.

    Nur ein Problem: Spieler wollen ihren Mund oder ihr Gesicht mit nichts bedecken, so die Future Interfaces Group (FIG) im HCI. Das meiste haptische Feedback in heutigen Gaming-Geräten ist für Handschuhe und entwickelt Handheld-Controller die Vibrationsmotoren verwenden. Die Entwicklung eines praktischen Geräts, das die Sensibilität des Mundes nutzt (und dennoch bequem genug zu tragen ist), ist seit langem eine Herausforderung in der VR-Branche.

    Das Universitätsteam hat diese Bedenken umgangen, indem es Schallwellen in einer ultrahohen Frequenz verwendet hat, die Menschen nicht hören können. Ultraschall kann ein vertrautes Konzept für Menschen sein, die eine medizinische Bildgebung ihres Inneren benötigen, wie zum Beispiel die Beobachtung eines Fötus, der sich in einem schwangeren Bauch bewegt. Für die VR-Anwendung kombinierten die Forscher eine Reihe von Wandlern, um Ultraschallwellen zu erzeugen, die konzentriert genug sind, um Empfindungen nachzuahmen.

    Nehmen wir zum Beispiel an, Ihr Charakter im Spiel trinkt aus einem Wasserbrunnen. „Jedes Mal, wenn Sie sich nach unten beugen und denken, Sie sollten das Wasser spüren, spüren Sie plötzlich einen Wasserstrahl über Ihre Lippen“, sagt Vivian Shen, eine der an der Arbeit beteiligten Forscherinnen am HCII, in a Pressemitteilung. “Es ist cool. Es macht das Erlebnis viel immersiver.“

    Shens Team beschloss, Ultraschallwellen zu bündeln, um Gefühle zu erzeugen Haut. Durch die Zusammenstellung einer Reihe von 64 winzigen Wandlern – Modulen, die die Ultraschallenergie in elektrische Energie umwandeln – konnte das Team die Ultraschallwellen verstärken.

    „Wenn Sie das Auslösen der Wandler genau richtig timen, können Sie sie alle dazu bringen, an einem Punkt im Raum konstruktiv zu interferieren“, erklärt Shen. Jeder Wandler sendet seine eigenen Ultraschallwellen aus, und die Wellen verschiedener Wandler können sich gegenseitig stören, um das Gefühl zu verstärken. Oder sie können das Empfinden mindern, da sich die Störwellen auch gegenseitig aufheben können.

    Das VR-Headset verwendet Ultraschallwellen, um das Gefühl auf den Lippen nachzuahmen

    Vivian Shen, eine Doktorandin am Robotics Institute der Carnegie Mellon University, verwendet ein Virtual-Reality-Headset, das mit einem Phased-Array von Ultraschallwandlern ausgestattet ist, um das Gefühl des Trinkens auf ihren Lippen zu simulieren.

    Carnegie Mellon Universität

    Das Transducer-Array ist an der Unterseite einer VR-Brille angebracht, die auf den Mund gerichtet ist. Sechzehn Freiwillige probierten den Prototyp des Geräts aus und berichteten, dass es die Erfahrung verbesserte, an Lippen, Zähnen und Fingern berührt zu werden Zunge. In Kombination mit In-Game-Visuals berichteten die Benutzer von realistischen Empfindungen wie Wischen, Vibrationen und Druck.

    CMU-Forscher stellten fest, dass nicht alle Effekte gleich gut funktionierten. Mundspezifische Aktivitäten – wie Zähneputzen, das Fühlen von Wassertropfen vom Regen und das gruselige Gefühl eines Käfers, der über die Lippe läuft – fühlten sich am authentischsten an. Als Experimentatoren jedoch virtuell durchgingen Spinnweben, sie haben es nicht gekauft; Sie erwarteten, über größere Teile ihres Körpers sowie im Gesicht ein Gefühl von Spinnweben zu spüren. Das macht Sinn: Ultraschallempfindungen wirken am besten auf dem Mund oder den Händen, sagt Shen, weil andere Teile unseres Körpers, wie die Unterarme und der Oberkörper, nicht genügend Nervenrezeptoren haben, um das Gerät zu stimulieren.

    Das Wasserfontänen-Experiment war zwar mundspezifisch, aber auch nicht ganz realistisch und für die Probanden sogar etwas verwirrend. Aber vielleicht ist das nicht überraschend. „Es ist komisch, weil man das Wasser spürt, aber es ist nicht nass“, sagt Shen.

    Das Team plant, weiter an dem Gerät zu arbeiten, um es noch kleiner und leichter zu machen. Vielleicht finden sie auch heraus, wie man Wasserfontänen für durstige Gamer glaubwürdiger macht.

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