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虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)中的觸覺體驗(yàn)，在當(dāng)下還會(huì)是一道無法逾越的障礙嗎？科學(xué)家們研發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，讓我們?cè)谑褂肰R技術(shù)時(shí)，離觸摸物體又近了一步。
伯明翰大學(xué)的研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》上新介紹了他們的一項(xiàng)技術(shù)突破：利用瑞利波(Rayleigh waves)，使虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)變得可觸摸。
這些研究人員同時(shí)來自一個(gè)歐洲聯(lián)盟H-Reality，該聯(lián)盟利用該理論開發(fā)包括觸覺在內(nèi)的新型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。
在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，視覺和聽覺是目前主流的體驗(yàn)方式。不過很快，觸覺也將成為其中的一部分，這要?dú)w功于研究人員利用瑞利波向大腦發(fā)送信號(hào)，這一過程使全息圖變得“可觸可感”起來。
瑞利波是通常與1885年由英國瑞利勛爵——約翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt)發(fā)現(xiàn)的與地震有關(guān)的地震波。這些波是物體被擊中時(shí)通過物體表面的能量，這使得研究人員創(chuàng)造了第一個(gè)觸覺尺度定律。
瑞利波可以通過多種方式產(chǎn)生，例如通過局部沖擊、或通過壓電轉(zhuǎn)導(dǎo)，經(jīng)常用于無損檢測(cè)中以檢測(cè)缺陷。
這這特性使得瑞利波被用于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，希望與觸覺相結(jié)合。研究人員發(fā)現(xiàn)，瑞利波可以穿過皮膚和骨骼層，然后身體的觸覺感受器細(xì)胞接收并將信息發(fā)送到大腦。
他們用觸覺感受器的數(shù)學(xué)模型來展示它對(duì)瑞利波的反應(yīng)，不同的物種對(duì)瑞利波的反應(yīng)是不同的。然而，波長(zhǎng)的速率仍然是基于受體的深度而保持不變的，這使得這條宇宙定律得以定義。
該定律是基于100年前首次開發(fā)的地震模擬方法。喬治·馮·貝克西(Georg von Bekesy)因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他是第一個(gè)提出地震的數(shù)學(xué)可以用來探索瑞利波和觸覺之間的聯(lián)系的人。
該研究的第一作者、伯明翰大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院的Tom Montenegro-Johnson博士說，觸覺是一種基本的原始感覺，也是復(fù)雜的感覺，這使它成為不被人理解的感覺。而伯明翰大學(xué)的研究人員們帶來的這項(xiàng)技術(shù)突破，是第一次用這種方式來解釋觸覺。
這一過程中，他們也更好地理解了不同生物之間不同的觸覺體驗(yàn)。“例如，如果你在犀牛皮膚上壓下5毫米，犀牛的皮膚和人在皮膚上壓下類似的凹槽時(shí)的感覺是一樣的，只是產(chǎn)生凹槽所需的力量不同而已。”
此外研究小組發(fā)現(xiàn)，即使皮膚外層的硬度發(fā)生變化，波與受體的相互作用仍然存在。該外層由年齡、性別、職業(yè)甚至水合作用引起許多變化，但受體對(duì)瑞利波的響應(yīng)能力保持不變。
觸覺是我們?nèi)祟惣皠?dòng)物的皮膚感受接觸機(jī)械刺激后所產(chǎn)生的普遍感覺，但它又幾乎是復(fù)雜的——皮膚表面厚度不同，散布著不同的觸點(diǎn)神經(jīng)，其觸覺程度不盡相同，分布不規(guī)則。
這樣的“通用接觸定律”，將推動(dòng)觸覺技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)的新發(fā)展，將可廣泛應(yīng)用于盲人或聾啞用戶用的觸覺電子顯示器，視頻游戲中的游戲控制器、操縱桿和方向盤，電腦、手機(jī)等的觸覺界面，醫(yī)學(xué)微創(chuàng)手術(shù)，觸覺神經(jīng)康復(fù)等現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
比如，F(xiàn)acebook的技術(shù)部門Oculus正在制造一種由大腦控制的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔。據(jù)Ladbible報(bào)道，Oculus計(jì)劃用一種神經(jīng)設(shè)備取代目前的觸摸控制器。
去年9月，F(xiàn)acebook創(chuàng)始人馬克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)宣布收購了專注于神經(jīng)輸入的初創(chuàng)公司CTRL-Labs。
CTRL-Labs的科學(xué)家們正在制造一種腕帶，這種腕帶可以“采集電脈沖，并將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入，用于虛擬現(xiàn)實(shí)，并將給人一種能夠與數(shù)字對(duì)象互動(dòng)的感覺。”
原標(biāo)題：VR世界也能體驗(yàn)沉浸觸感？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種通用觸覺機(jī)制，讓“觸摸感”更真實(shí)
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