．可穿戴設備能讓你體驗更加真實的 VR 感受

Virtual Reality: Explained!

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來源：中關村在線

現階段，市場上有很多通過模擬身體感覺讓虛擬世界更加真實的設備，比如說全身套裝、手套、機械手和外骨骼等等。這些產品能夠模擬感覺，但不能創造出諸如牆和門；這類空間結構的真實效果。

隨著增強現實和虛擬現實越來越普及，能夠直接「穿過」牆壁並不是什麼創新想法，相反，它將會在很大程度上，限制用戶體驗。

那麼，問題就來了。我們究竟應該如何設計出虛擬牆壁，這樣一種物理障礙呢？不僅能摸能推，還不需要使用笨拙的機械硬件作為輔助。

專門研究人機交互的Pedro Lopes認為，這個問題的答案就隱藏在我們的皮膚下面。他與來自德國波茨坦哈索·普拉特納研究所的Patrick Baudisch、Sijing You、Lung-Pan Cheng和Sebastian Marwecki，聯手研發了一款簡單的可穿戴設備，利用電子肌肉刺激（即Electrical Muscle Stimulation，簡稱EMS）來直接向用戶的肌肉傳送感覺，與物理治療中使用的刺激方法比較類似。

他介紹說：「我們對這方面著實很感興趣，希望能夠利用大家認為不可能的方式，也就是這種虛擬牆壁的方式，來模擬出真實的身體感覺。」

Lopes和他的團隊發現，他們能夠利用體驗者自己的肌肉，來創造出一種真實的受阻的感覺。具體來說，就是透過觸動他們的反向肌肉群組，來產生一種碰到真實物體，受到的反作用力或者阻力的感覺。同理，他們還能夠通過把小型可穿戴設備，與固定在皮膚上的電極連接起來，讓用戶體驗到在虛擬現實中，「托著」大型方塊，或者用力按住一個虛擬按鈕的感覺。

Lopes團隊研發的這套可穿戴裝置，包含有8個電極，分別固定在左右兩邊的前臂、肱二頭肌、肱三頭肌和肩膀上。這8個電極需要與醫學專用的八電流通道肌肉刺激器連接到一起，而這些刺激器則是受虛擬現實模擬器控制的。

整個裝置十分緊湊小巧，可以直接背在身上，完美體現了Lopes的研究目的。不過，Lopes表示，他本人並不是產品的設計者，希望將來能夠進一步優化產品設計，並且計劃進行商業推廣。

一款能夠模擬出物理結構效果的可穿戴設備，能夠讓用戶以一種更加真實的方式，來探索虛擬世界。與以往在遊戲中用手指簡單透過虛擬牆壁的感覺不同，這款設備能夠讓你的整個身體，都感覺到碰到牆壁產生的那種真實阻力。更誇張的是，如果你願意嘗試含有一些危險因素的虛擬體驗，那設計師們還可能會讓電極「噴火」，讓你感受到手指被大力推開的真實感覺。

Lopes解釋說：「這款產品最大的發展潛能，就在於它能夠利用最少的硬體來提供最真的體驗。整套裝備就只是幾個固定在手臂上的電極，不需要外骨骼這類大型設備。你只需要打開電極，就能立即體驗到虛擬牆壁帶來的阻力，感受到虛擬按鈕和方塊的重量。」

說實話，這項技術本身並不新鮮，因為電子肌肉刺激用於物理治療和力量訓練，已經有幾十年的歷史了。除了這款可穿戴設備，Lopes還負責過其他一些科研項目。其中包括讓振動深入到用戶身體中去，讓他們在虛擬世界中體驗真實的感覺；還包括一個藝術項目，在這個項目中，刺激產生的力量會強迫用戶不停地搖動機器槓桿。

其實，Lopes早在三年前就研究過，如何在虛擬現實中模擬牆壁阻力，但並沒有取得什麼成果。當時他發現，不管電子肌肉刺激的時間是長還是短，收穫的效果都比較小，因為人們已經習慣了那種振動。但在這一次的研究項目中，Lopes發現刺激突發的時間越短，產生的效果越好。

為了測試用戶最為真實的感受，Lopes讓體驗者在虛擬房間中嘗試去推不同的「牆壁」，並且詢問他們每一次推完之後的感受。他總結說：「我們發現，如果讓體驗者感受短短300毫秒的脈衝，那他們雖然不知道阻力來自哪個方向，但是身上的肌肉會做出反應。因為在如此短暫的時間裡，他們根本沒有時間去理性思考，所做出的都是最為真實的反應。」

除了Lopes團隊，研究電子肌肉刺激的機構還有很多。比如說，虛擬現實系統TreeSense，就利用電子肌肉刺激，來讓用戶體驗當一棵大樹的感覺。

再比如說，英國公司Teslasuit研發的虛擬現實全身觸控體驗套件，也使用了電子肌肉刺激。但是Lopes指出，任何利用手套為載體的技術，或者是依靠機械零件的技術，其實都會抑制用戶的真實感覺。

舉個例子，有些手套雖然內置有能夠觸動手指的電機，聽上去很炫酷，但其實戴上手套之後用戶就無法抓拿物體了，更別說感受到來自牆壁的真實阻力。因此，Lopes認為將電極固定在手臂上，能夠讓虛擬體驗更加逼真。