La tecnología de manos libres agrega un sentido realista del tacto en la realidad extendida

Con la vista puesta en un futuro no muy lejano en el que algunas personas pasan la mayor parte o la totalidad de sus horas de trabajo en realidad extendida, los investigadores de la Universidad de Rice, el Colegio de Medicina de Baylor y Meta Reality Labs han encontrado una forma de manos libres para ofrecer una experiencia táctil creíble. Experiencias en entornos virtuales.

Los usuarios de realidad virtual (VR) generalmente han necesitado dispositivos portátiles o portátiles como controladores hápticos o guantes para experimentar sensaciones táctiles. La nueva tecnología «pseudoháptica multisensorial», que se describe en un estudio de acceso abierto publicado en línea en Sistemas Inteligentes Avanzadosutiliza una combinación de retroalimentación visual de un auricular VR y sensaciones táctiles de un brazalete mecánico que aprieta y hace vibrar la muñeca.

«Los diseñadores de tecnología portátil quieren ofrecer experiencias virtuales que sean más realistas, y para los hápticos, en gran medida han intentado hacerlo recreando las fuerzas que sentimos en la punta de los dedos cuando manipulamos objetos», dijo la coautora del estudio, Marcia O’Malley. , Profesor de la familia Thomas Michael Panos de Rice en ingeniería mecánica. «Es por eso que las tecnologías hápticas portátiles de hoy en día a menudo son voluminosas y estorban las manos».

O’Malley dijo que ese es un problema en el futuro porque la comodidad será cada vez más importante a medida que las personas pasen más tiempo en entornos virtuales.

«Para el uso a largo plazo, nuestro equipo quería desarrollar un nuevo paradigma», dijo O’Malley, quien dirige el Laboratorio de Mecatrónica e Interfaces Hápticas de Rice. «Proporcionar retroalimentación háptica creíble en la muñeca mantiene las manos y los dedos libres, lo que permite usarlos ‘todo el día’, como los relojes inteligentes a los que ya estamos acostumbrados».

Háptico se refiere al sentido del tacto. Incluye tanto sensaciones táctiles transmitidas a través de la piel como sensaciones cinestésicas de músculos y tendones. Nuestros cerebros usan retroalimentación cinestésica para sentir continuamente las posiciones y movimientos relativos de nuestros cuerpos sin un esfuerzo consciente. Los pseudo-hápticos son ilusiones hápticas, experiencias simuladas que se crean al explotar cómo el cerebro recibe, procesa y responde a la información táctil y cinestésica.

«Los pseudo-hápticos no son nuevos», dijo O’Malley. «Las ilusiones visuales y espaciales se han estudiado y utilizado durante más de 20 años. Por ejemplo, cuando mueves la mano, el cerebro tiene un sentido cinestésico de dónde debe estar, y si tu ojo ve la mano en otro lugar, tu cerebro automáticamente toma nota. Al crear intencionalmente esas discrepancias, es posible crear una ilusión háptica que su cerebro interpreta como, ‘Mi mano se topó con un objeto'».

«Lo más interesante de los pseudo-hápticos es que puedes crear estas sensaciones sin que el hardware estorbe las manos», dijo.

Si bien los diseñadores de entornos virtuales han utilizado ilusiones pseudohápticas durante años, la pregunta que impulsó la nueva investigación fue: ¿Se pueden hacer que las ilusiones pseudohápticas impulsadas visualmente parezcan más realistas si se refuerzan con sensaciones táctiles coordinadas de manos libres en la muñeca? ?

Evan Pezent, ex alumno de O’Malley y ahora científico investigador en Meta Reality Labs en Redmond, Washington, trabajó con O’Malley y sus colegas para diseñar y realizar experimentos en los que se aumentaron las señales visuales pseudo-hápticas con sensaciones táctiles coordinadas de Tasbi, un brazalete mecanizado que Meta había inventado previamente.

Tasbi tiene un cable motorizado que puede tensar y apretar la muñeca, así como media docena de pequeños motores vibratorios, los mismos componentes que emiten alertas silenciosas en los teléfonos móviles, que se colocan alrededor de la parte superior, inferior y lateral de la muñeca. Se puede coordinar cuándo y cuánto vibran y cuándo y con qué fuerza se aprieta el brazalete, tanto entre sí como con los movimientos del usuario en la realidad virtual.

En los experimentos iniciales, O’Malley y sus colegas hicieron que los usuarios presionaran botones virtuales que estaban programados para simular diversos grados de rigidez. La investigación mostró que los voluntarios podían sentir diversos grados de rigidez en cada uno de los cuatro botones virtuales. Para demostrar aún más el rango de interacciones físicas que el sistema podría simular, el equipo lo incorporó a otros nueve tipos comunes de interacciones virtuales, que incluyen presionar un interruptor, girar un dial y agarrar y apretar un objeto.

«Mantener las manos libres mientras se combina la retroalimentación háptica en la muñeca con pseudo-hápticos visuales es un nuevo y emocionante enfoque para diseñar experiencias de usuario convincentes en la realidad virtual», dijo O’Malley. «Aquí exploramos la percepción del usuario de la rigidez del objeto, pero Evan ha demostrado una amplia gama de experiencias hápticas que podemos lograr con este enfoque, incluidas interacciones bimanuales como disparar un arco y una flecha, o percibir la masa y la inercia de un objeto».

Los coautores del estudio incluyen a Alix Macklin de Rice, Jeffrey Yau de Baylor y Nicholas Colonnese de Meta.