Anonim

Disney Research 's gloveless REVEL system legger virtuelle teksturer til fysiske objekter

VR

Brian Dodson

14. august 2012

10 bilder

Disneys REVEL-system bruker virtuelle teksturer til forskjellige områder av en tekanne (Foto: Disney Research)

Disney har lenge vært vellykket med "talkies", og har utviklet teknologi som kan tillate opprettelsen av "følelser. " Mens den er designet for touchscreens enn sølvskjermen, har REVEL-systemet utviklet ved Disney Research bruk av omvendt elektrovibrasjon for å bringe datastyrt kontroll over berøringsfølsomhet, slik at programmerere kan endre følelsen av virkelige overflater og gjenstander uten at brukerne må ha spesielle hansker eller bruke kraft-tilbakemeldingsenheter.

Et hinder for å oppnå nedsenkende forstørret virkelighet er at visse sanser er vanskelig å lure til å akseptere virtuell informasjon. Touch, spesielt, har mange fasetter, som hver og en må bli lurt til å oppleve en virtuell virkelighet. Hvis du klemmer en virtuell tennisball i hånden din, må du ikke bare føle balansenes masse og komprimerbarhet, men også føle tekstur på ballens overflate.

Følelsen av de to første egenskapene kan oppnås ved bare å gi motstand mot fingerens bevegelse, kanskje gjennom eksoskeletten i en virtuell virkelighet (VR) -hanske. Hvis du bruker kraft og fingrene oppdager at et gitt trykknivå bare gir så mye bevegelse, blir følelsen av å klemme en ball gjengitt. Teksturer følges imidlertid som et sett med høyfrekvente og småskala berører og er mye vanskeligere å reprodusere.

Ved å bevege fingeren over et ark med sandpapir, for eksempel, føler du ikke bare høy friksjon av overflaten, men du føler også det skiftende mønsteret av slipekornene når fingeren beveger seg over overflaten. Størrelsen på gipset på 120 sandpapir er omtrent 4 mil (0, 1 mm), så følelsen av følelsen av grovheten innebærer sensoriske signaler som har frekvenser fra noen få hundre Hz til noen få hundre Hz. Den lille fysiske lengdeskalaen gjør brutte kraft simulering ekstraordinært vanskelig - en hanske med en indre overflate bokstavelig talt asfaltert med tusenvis av millimeter MEMS sensorer og aktuatorer og deres kontrollelektronikk ville være nødvendig.

REVEL-systemets teksturfremkallende krets (Foto: Disney Research)

Heldigvis har Disney-forskere oppdaget en tilnærming til å lure vår følelse av berøring til å tro at et objekt har en tekstur som er langt annerledes enn hva den egentlig er. Det er avhengig av omvendt elektrovibrasjon, en ny teknikk som skaper illusjonen av en rekke teksturer som brukerens fingre feier over en overflate uten behov for aktuatorer. Et svakt elektrisk signal, som kan påføres umerkelig hvor som helst på brukerens kropp, skaper et oscillerende elektrisk felt rundt brukerens fingre som er ansvarlig for den taktile tilbakemeldingen.

Det grunnleggende oppsettet for REVEL teksturfremkallende system (Foto: Disney Research)

Elektrovibrasjonseffekten ble først rapportert tidlig på 1950-tallet. Det er en følelse at folk noen ganger føler seg når de skyver en finger over en glatt metalloverflate av et ujordet elektrisk apparat, som for eksempel en eldre brødristermodell. Med det tørre, ytre lag av huden som tjener som isolator, genererer en liten vekselstrøm på metalloverflaten en attraktiv kraft mellom overflaten og vevet av fingeren. Ingen strøm går faktisk gjennom huden, men resultatet er oppfatningen at overflaten er gummiaktig.

Disneyforskerne oppdaget at samme følelse kunne opprettes ved å bruke den lille vekselstrømen hvor som helst på brukerens kropp i stedet for overflaten - omvendt elektrovibrasjon, eller REVEL. REVEL kan brukes til å legge til taktil tilbakemelding til spill, legge til oppfatning av tekstur til projiserte bilder på overflater av enhver størrelse og form, gi tilpassede retninger på vegger for personer med synshemming og forbedre andre bruksområder av forstørret virkelighet. Ved å spore fingerens posisjon med eksterne sensorer kan REVEL manipulere den motsatte elektrovibrasjonen for å få brukeren til å føle støt, kanter eller endringer i tekstur som svarer til bestemte steder på overflaten.

Disney '

Overflatene til hvilke datastyrt teksturer skal påføres, må belegges med en isolator-dekket elektrode, eller "REVEL hud." Anodiserte aluminiumsobjekter eller kapasitive berøringsskjerm kan brukes uten endring, mens en REVEL-hud kan være produsert på vegger eller andre overflater ved hjelp av hyllematerialer. En enkel metode er å belegge en overflate med en ledende maling og legg til et strøk med vanlig husholdningsfarge som et isolerende lag.

REVEL er innebygd i en skosåle som tar kontakt med brukeren og et taktilt display samtidig (Foto: Disney Research)

Overflatene må også dele en felles elektrisk bakke med REVEL-signalgeneratoren som bæres på personen som opplever de induserte teksturer. Dette kan oppnås ved en rekke metoder, inkludert å holde en jordet stokk som inneholder REVEL-oscillatoren, har en ledende plate og en REVEL-oscillator i en sko, og plasserer en REVEL-kontakt ved siden av et objekt med indusert tekstur og berøring av en i hver hånd. For immersive virkeligheten vil det selvfølgelig være mange intime kontakter som kan brukes til å koble brukeren til en REVEL-oscillator.

REVEL kan brukes til å forbedre kunstverket sterkt ved å fremkalle tekstur på overflaten eller på et glassbeleggplate (Foto: Disney Research)

En av de tidlige bruken av REVEL-teknologien er sannsynligvis en ny form for representativ kunstverk, slik det gjelder både malerier og skulptur. Realistisk kunst kan inkludere induserte teksturer som er passende for motivet. Impresjonistisk kunst kan inkludere teksturer som har noe tilsiktet forhold til motivet, og revolusjonerende kunst kan inkludere ekstremt uhensiktsmessige teksturer som passer til kunstnerens visjon. I tillegg til å øke kunstopplevelsen kan REVEL-teknologien gnist en type deltakende kunst, der betrakteren kan endre de induserte teksturer, noe som resulterer i en mer behagelig samlet opplevelse som kan deles med andre eller offentlig kunst som husker nye og populære induserte teksturer bidratt av forbipasserende.

Både nedsenkende virkelighet og forsterkede virkelighetsteknikker er i sine tidlige stadier. Likevel er byggeklossene for fremtidige teknologier raskt på grunn av innsatsen fra lag med mange faglærte forskere dedikert til dette målet. Disney ser ut til å være i forkant med neste generasjons haptics-teknologi med REVEL som går inn i Surround Haptics, et haptisk tilbakemeldingssystem som bruker et lavoppløselig rutenett av vibrerende aktuatorer for å generere høyoppløselige, kontinuerlige, bevegelige taktile slag over en persons hud.

Videoen nedenfor fra Disney Research gir en kort oversikt over REVEL-systemet.

Kilde: Disney Research

Disneys REVEL-system bruker virtuelle teksturer til forskjellige områder av en tekanne (Foto: Disney Research)

Strukturen av fjær kan brukes på vingene av denne malte trefuglen (Foto: Disney Research)

Det grunnleggende oppsettet for REVEL teksturfremkallende system (Foto: Disney Research)

REVEL-systemets teksturfremkallende krets (Foto: Disney Research)

Disney '

Kontakt mellom REVEL-oscillatoren, skjermen og betrakteren oppnås gjennom stolenes ledende stier (Foto: Disney Research)

REVEL er innebygd i en skosåle som tar kontakt med brukeren og et taktilt display samtidig (Foto: Disney Research)

En REVEL-enhet som er festet til håndtaket på denne paraplyen, kommer i kontakt med hånden til betrakteren og displayelektroder på gulvet (Foto: Disney Research)

Ved å berøre en REVEL-kontakt og objektet på hvilken teksturer skal induseres, fungerer det også for skjermer (Foto: Disney Research)

REVEL kan brukes til å forbedre kunstverket sterkt ved å fremkalle tekstur på overflaten eller på et glassbeleggplate (Foto: Disney Research)

Anbefalt Redaksjonens