手套由软机器人驱动 与虚拟现实环境互动

加州大学圣地亚哥分校的工程师正在使用软机器人技术制作轻巧灵活的手套，让用户在与虚拟现实环境互动时能够感受到触觉反馈。研究人员使用这些手套逼真地模拟了弹奏虚拟钢琴键盘的触感。

工程师们最近在位于加利福尼亚州伯林盖姆的电子成像，工程现实虚拟现实会议上展示了他们仍处于原型阶段的研究。

目前，VR用户界面由类似远程的设备组成，当用户触摸虚拟表面或对象时，这些设备会振动。“他们不现实，”加州大学圣地亚哥分校Qualcomm研究所的研究员，该论文的一位高级作者Jurgen Schulze说。

“当你按下按钮时，你不能触摸任何东西，或感觉到阻力。相比之下，我们试图让用户感觉他们从触觉的角度看待他们在实际环境中。”

其他研究团队和行业已经将手套作为VR界面。但它们体积庞大，是用重金属制成的。工程师开发的手套有一个柔软的外骨骼，配有柔软的机器人肌肉，使其更轻，更容易使用。

“这是第一个原型，但效果惊人，”加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学院的机械工程教授迈克​​尔托利说道，也是一位资深作家。

该系统包括三个主要部件：Leap Motion传感器，用于检测用户手的位置和移动; 一个定制的流体控制板，控制手套的运动; 手套中的软机器人组件，可以单独充气或放气，以模仿用户在VR环境中遇到的力。系统与计算机交互，计算机显示虚拟钢琴键盘，背景中有河流和树木。

手套设计中的一个关键因素是一种称为Mckibben肌肉的软机器人组件，基本上是用编织纤维覆盖的乳胶室。当用户移动他们的手指时，肌肉像弹簧一样响应以施加力。该板通过对它们进行充气和放气来控制肌肉。

研究人员用3D打印模具制作手套的软外骨骼。他们说，这将使设备更容易制造，适合大规模生产。研究人员将硅橡胶用于外骨骼，并在关节处嵌入Velcro带。

工程师对15名用户进行了非正式的试点研究，其中包括两名VR界面专家。所有人都尝试了演示，让他们在VR中弹钢琴。他们都同意手套增加了沉浸式体验。他们将其描述为“令人着迷”和“令人惊叹”。

工程师正在努力使手套更便宜，体积更小，更便携。他们还希望完全绕过Leap Motion设备，使系统更加紧凑。

“我们的最终目标是创造一种能够提供更丰富VR体验的设备，”托利说。“但你可以想象它被用于手术和视频游戏，以及其他应用程序。”