触觉学科的现状与未来 Part 3 触觉与数字世界 简介:触觉的内容相信大家已经有所了解,但如何像视觉一样,如视频电话一般应用于数字世界中呢? 本期徐磊研究员将类比视觉在数字世界的呈现,为我们讲述触觉呈现于数字世界的难度。 内容难度:★★☆(计算机专业或有一定计算机知识储备的大学生) ?
然而,七年来,它一直在致力于开发人机交互的新次元——一种触觉手套,可以再现抓握物体或用手在表面上滑动等感觉。 在简化的层面上,Meta 的触觉原型是一个手套,内衬大约 15 个脊状充气塑料垫,被称为执行器,被布置成贴合佩戴者的手掌、手指的下侧和指尖。 许多公司已经致力于开发可追踪用户手部或提供触觉的可穿戴设备。有些甚至集成了温度感觉。 目前,研究团队正试图弄清楚 VR 触控的真实程度如何。 “触觉手套的一个有趣之处在于,它与试听内容不同,我们无法准确再现现实。”Abrash 说。视觉上最先进的屏幕可以呈现出非常真实的图像,听觉上声波可以捕捉人们说话的特征。 “在我看来,如果触觉手套奏效,你就可以抚摸一只狗,但它会是一只虚拟的狗,而且体验会略有不同,”Abrash 说。“但在情感上、体验上它会感觉很真实。”
触觉学科的现状与未来 Part 2 触觉的分类 简介:触觉作为人体最先最早发展的一种感知,它的两个分类:动觉和压觉又有着什么样的区分呢? 本期徐磊研究员将继续从人体生理的角度向我们介绍人体的两个触觉的分类:动觉和压觉。 内容难度:★★☆(计算机专业或有一定计算机知识储备的大学生) ?
近日,Oculus向其开发人员知识库添加了新的文档,这个文档详细介绍了Oculus SDK的“Buffered Haptics(缓冲触觉)”功能,这种功能能为Touch控制器编程更高级的触觉反馈方式。 Oculus最新的“Buffered Haptics(缓冲触觉)”功能可以让开发人员更加精确地控制触觉反馈。 ? 该SDK支持两种控制器触觉,一种是缓冲,一种是非缓冲。 Oculus建议这两种方法不要同时使用以避免不可预知的触觉行为。 非缓冲触觉更易于概念化和控制,并且相当于以特定频率(160Hz或者320Hz)和振幅(0至255)简单地切换震动。 Oculus SDK提供了一个触觉样本的App,并给出了通过使用缓冲触觉就可以实现一些触觉效果的实例: 1、在每个波周期结束时,平滑的正弦波振动具有“嗡嗡声逐渐减弱”的效果 2、在左右控制器上进行振动平移 根据玩家们在虚拟世界的表现,可能会出现一些有趣的动态触觉。
近几年,给设备装上「触觉」逐渐成了新的研究热点,尤其是在「元宇宙」概念的加持下,加上触感无疑能让虚拟世界的真实感大大提升。 为了模拟真实纹理,研究人员首先会要求用户使用定制工具来触摸真实纹理,然后使用触觉设备触摸一组虚拟纹理候选,其中触觉反馈通过连接到设备触控笔的Haptuator来传输。 触觉设备在视频游戏、时装设计和手术模拟中越来越受欢迎,即使在家里,我们也开始看到用户使用与笔记本电脑一样流行的那些触觉设备。 比如第一人称视频游戏加入触觉以后,会极大提升玩家的真实感。 论文作者表示,当我们通过工具与环境交互时,触觉反馈只是一种形式,一种感官反馈,音频是另一种感官反馈,两者都非常重要。 从电子游戏到时装设计,一切都在集成触觉技术,而现有的虚拟纹理数据库可以通过这种用户偏好方法得到改进。
首先,我们讨论人类 "触觉" 的生理和编码方式,及其在传递触觉数据等任务中的重要性。 最后,具体分析两篇关注在具体应用场景中向机器人引入触觉传感技术的文章。 一、人类「触觉」 首先,我们来分析人类的触觉究竟是什么。 ,例如基于光纤的触觉传感元件的触觉阵列、基于 MEMS 气压计的触觉阵列传感器和基于嵌入式相机的指尖传感器等; 大面积触觉传感器(类似于人类手臂、背部和其他身体部位的皮肤):与指尖触觉传感器不同,这种类型的传感器并不需要强调高空间分辨率的特性 与触觉传感器的快速发展相比,对触觉传感器产生信息的理解(触觉感知)发展尚不成熟。目前针对触觉感知的研究主要包括物体识别、形状识别、姿态识别、感知融合等。 [触觉探索(Tactile Exploration)] 触觉探索是一种通过触觉提取未知物体属性的有效方法。
但体验从虚拟饮水机喝水的触觉,现在可就真能复现了。 当然,也可以感受骑车时,微风从唇上轻拂过。 不论是谁,首先想到的都是用这个技术在VR里复现接吻的甜蜜触觉。研究者也不例外。 这套设备可以让你同时体验大蜘蛛扑脸、黏液从脸上流进嘴里的视觉和触觉。 研究人员目前只能为距离嘴唇最近的物体产生触觉,并不能实现多节点触觉。 好在,用户通常只会把一个物体放到嘴边(例如拿起杯子喝水)。 场景中使用的触觉参数 效果嘛,简而言之就是——大受欢迎! 也许这个结果并不是那么令人惊讶,毕竟触觉提高了真实感和沉浸感。 尤其是触觉可以提供用户视野之外的VR事件信息,极大增强了用户的体验。 当然,研究人员并没有止步于此。
该系统将多光谱成像、摩擦电感测与惯性测量融为一体,并通过构建 8.5B 参数的触觉语言模型 DOVE,实现了触觉信号从底层感知到高层语义推理的突破。 为了处理极其复杂的触觉输入,系统并行集成了四组预训练的 CLIP(对比语言—图像预训练)模型作为模态编码器,将图像化的触觉特征(包括颜色、纹理、温度和材质信号)提取为深层特征向量。 图 5 触觉语言大模型 DOVE DOVE 的训练通过三阶段策略实现从底层感知到高层认知的递进:首先利用 CLIP 将异构传感器信号转化为通用的图像表征;随后通过投影层将触觉特征精准对齐至语言模型空间; 最后针对 Vicuna 骨干网络进行微调,使其能够结合常识对触觉指令进行复杂推理。 DOVE 不仅解析当前的物理数据,还能将实时的触觉反馈与预训练的大模型常识相结合,从而推断物体的潜在功能并做出逻辑决策。
机器人触觉传感器并非徒有其表某大学和某大学的研究人员克服了一个实现低成本先进机器人触觉的主要障碍。作者认为,潜伏在许多触觉传感器论文边缘的问题,恰恰在于机器人皮肤本身。 随着这一误差被消除,廉价的机器人皮肤将能使机器人模仿人类的触觉,感知物体的曲线和边缘,这对于正确地抓握物体至关重要。 当在混合物中添加碳纳米管等导电填料时,所得复合材料就成为了触觉传感器的理想候选材料,其电阻会在受压时发生局部变化。但是,为了接收电信号,传感器需要进行电接触。 在揭示大量触觉传感文献中可复现性问题的同时,格雷森挑战研究界,要求使用论文中描述的质量检查方法来建立更高的标准。
彻底改变触觉:研究人员探索可穿戴多感官触觉技术的未来从虚拟现实到康复和通信,触觉技术已经彻底改变了人类与数字世界的交互方式。 向多感官触觉反馈的新转变,意味着同时提供不止一种类型的触觉刺激,正在提升用户体验,但也带来了新的工程和感知挑战。 设计有效、可穿戴的多感官触觉设备需要对人类触觉感知有深刻的理解,研究团队指出了该领域目前面临的几个关键挑战。 最重大的障碍之一是皮肤接触力学存在差异性,因为皮肤弹性、受体分布以及湿度等外部因素的不同,会改变触觉刺激的感知方式。另一个问题是触觉掩蔽,即振动和皮肤拉伸等多种触觉感觉可能相互干扰,降低感知清晰度。" 然而,它往往难以提供多样化的触觉提示。聚合物致动依赖于智能聚合物在受到刺激时改变形状或纹理,为提供触觉反馈提供了一种轻便、灵活的替代方案。
受人类皮肤层启发,其三层触觉传感器使其能够抓握并区分各种形状和表面纹理的物体,而不仅仅是检测到接触。每个柔软、充气的手指关节都可以通过前臂的肌肉进行控制。 机器学习算法则专注于处理来自人工触觉感受器的信号,以创造逼真的触感。“来自手指的感官信息被转换为神经语言,通过电神经刺激提供自然的感官反馈。” 这些信号桥接大脑和神经,允许手根据其触觉进行弯曲、松开或反应。其结果是创造出一个能直观“知道”自己正在触摸什么的机器人手,就像神经系统一样。“如果你拿着一杯咖啡,怎么知道它要掉了? “我们的系统受到神经系统的启发——它模拟了手的触觉感受器,产生类似神经的信息,这样义肢的‘大脑’,也就是它的计算机,就能理解物体是热是冷、是软是硬,还是正从手中滑落。”
近日,微软的研究团队演示了一种名为MRTouch的交互技术,其能够为HoloLens上的MR内容带来触觉反馈。 也就是说,手势追踪技术不能给用户提供交互式的的触觉反馈。 ?
触觉传感机器人运动规划与执行技术解析系统概述某中心最新推出的Vulcan机器人系统已完成试点试验,即将进入测试阶段。 与传统工业机器人避免接触的策略不同,Vulcan机器人通过触觉感知与视觉系统协同工作,模仿人类"先接触后调整"的操作模式。
---- 新智元报道 来源:VB 编辑:小匀 【新智元导读】近年来,Microsoft Research的触觉控制器取得了稳步的发展,使我们朝着虚拟现实(VR)体验前进,最近,微软最新的VR 触觉研究——「PIVOT」,提出了一种极度真实的VR接球和投掷体验。 如今消费者VR硬件提供的触觉反馈,都不太好。 大多数VR开发者都创建了自己的投掷和抓取机制,这些机制在不同的世界或不同的控制器中感觉都是不同的。 触觉枢轴服务于按需控制和触觉渲染虚拟对象,因为手触及他们。枢轴包括通过机动铰链展开(左)和缩回(右)的触觉手柄。一个被动的桡尺铰链允许自然的手倾斜 PIVOT设计的核心是其铰链机制和触觉手柄。 触觉手柄通过一个改良的伺服电机(驱动铰链)操作,可以根据需要被召唤到个人手中,让他们的手在不使用时保持空闲。这个功能使得PIVOT非常适合增强现实或混合场景。
大数据文摘出品 来源:VB 编译:cccck 把触觉和视觉协同起来?? 是不是听上去有点不可思议,但是最近,三星、麦吉尔大学和约克大学的研究人员就提出,AI可以根据对对象初始状态的视觉和触觉测量来预测后续运动。 为了预测物体在物理交互过程中的静止状态,研究人员还使用了所谓的静止状态预测以及动态场景中的动触觉数据集,其中包括在平面上自由下落,在倾斜平面上滑落并从静止中受到干扰的物体姿势。 研究人员表示,他们的方法能够高精度地预测物体静止形态的原始视觉和触觉测量值,并且这些预测与真实情况也有着很高的匹配度。 不仅如此,他们声称,该框架学会了视觉、触觉和3D姿势模式之间的映射,从而可以处理缺少的模态,例如当输入中没有触觉信息时,以及预测物体从传感器表面掉下来的实例,导致输出的图像是空的。
Apple Watch表带未来将使用压电痕迹为用户提供更微妙的触觉反馈。 策划&撰写:小波点 6月10日有消息称,美国专利和商标局授予苹果一项专利,名为“带有压电墨水的电子设备”,用以替代Apple Watch中使用的电机,向用户提供触觉反馈。 ? Apple Watch表带使用压电痕迹可以提供更微妙的触觉反馈,让用户通过与手腕的直接接触来感受这种反馈,它们可以集中在手腕的特定区域。
失去手臂并不意味着失去所有的触觉,这要归功于机器人假肢,通过温和的电子反馈刺激神经。
(VRPinea 5月12日电)今日重点新闻:苹果VR/AR触觉手套专利公开;苹果AR地图专利公开;目前41.01%Steam用户拥有VR Ready显卡,总数约为5800万 01 苹果VR/AR触觉手套专利公开 据悉,该手套内部集成了触觉、震动回馈单元,支持检测各种手势动作,如手掌位置、手指动作、手势等。而适用场景包括VR、AR、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。 ?
概要图 近日据外媒报道--在一项人体研究中,范斯坦医学研究所(Feinstein Institutes for Medical Research)的研究人员通过一种微创的大脑电极植入物来激发触觉。 许多疾病和损伤,包括中风、糖尿病或脊髓损伤,都会导致失去触觉,这使患者的日常活动变得困难,并对患者的情感带来伤害。 Credit: The Feinstein Institutes for Medical Research 想象一下自己就是那位失去触觉的患者,自己感觉不到一个热乎乎的杯子,也感觉不到有人握着你的手。 该研究的Chad Bouton教授表示:“从扣衬衫纽扣到握住亲人的手,在失去触觉之前,我们往往认为自己拥有触觉是理所当然的。
该公司作为在数据手套和触觉反馈技术方面的先驱,提供了很多先进的解决方案,使用户能够感知虚拟世界的反馈。其研发的产品包括CyberTouch,CyberGrasp等。 Cyber Touch CyberTouch反馈系统能使CyberGlove用户通过手部去体验虚拟世界,感受到振动的触觉,以及生成具有人机交互的3D对象。 加入振动触觉的反馈有助于创建一个更为真实的体验环境。 该手套在指尖处内嵌了制动器,它将刺激使用者的皮肤,让用户感受到温度的变化,震动,以及物体的纹理,让人感受到在虚拟世界中最逼真的触觉体验。 此外,由于它用到了力作用的可变性,这个装置还可实现柔性触觉反馈。例如,你可以感受到橡皮鸭的柔软度或是岩石的坚硬度。