가상 세계에서 생생한 '맞춤형' 터치 경험을 제공하는 무선 초박형 '스킨 VR'을 개발합니다.
날짜:
2022년 12월 15일
원천:
홍콩 시립대학교
요약:
터치 감각으로 가상 경험을 향상시키는 것이 화제가 되었지만 오늘날의 햅틱 장치는 일반적으로 부피가 크고 전선이 엉켜 있습니다. 연구원들은 이제 손에 착용하는 WeTac이라는 고급 무선 햅틱 인터페이스 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 부드럽고 초박형 소프트 기능을 가지고 있으며 개인화된 촉각 데이터를 수집하여 메타버스에서 생생한 터치 경험을 제공합니다.
터치 감각으로 가상 경험을 향상시키는 것이 화제가 되었지만 오늘날의 햅틱 장치는 일반적으로 부피가 크고 전선이 엉켜 있습니다. 홍콩 시립대학교(CityU) 연구진이 이끄는 팀은 최근 손에 착용하는 고급 무선 햅틱 인터페이스 시스템인 WeTac을 개발했습니다. 메타버스에서의 경험.
이 시스템은 게임, 스포츠 및 기술 훈련, 사교 활동, 원격 로봇 제어에 응용할 수 있는 가능성이 있습니다. "터치 피드백은 가상현실(VR)에서 시각 및 청각 정보와 함께 큰 잠재력을 가지고 있기 때문에 손에서 자유롭게 사용할 수 있도록 햅틱 인터페이스를 더 얇고, 부드럽고, 더 작고, 무선으로 만들기 위해 계속 노력했습니다. 연구를 이끈 CityU의 생물의학공학과(BME) 부교수인 Yu Xinge 박사는 두 번째 피부와 같다고 말했습니다.
기계공학과(MNE) 석좌교수인 Li Wenjung 교수, 생물의학공학과(BME) 부교수인 Wang Lidai 박사 및 기타 협력자들과 함께 Yu 박사의 팀은 매우 유연한 무선 통신인 WeTac을 개발했습니다. 통합 피부 VR 시스템. 이번 연구 결과는 과학저널 네이처 머신 인텔리전스(Nature Machine Intelligence )에 "피부 일체형 무선 촉각 인터페이스를 통한 손의 촉각 정보 인코딩"이라는 제목의 표지 기사로 실렸다.
부피가 큰 장갑 대신 가볍고 무선으로 착용 가능한 핸드 패치
기존의 촉각 장갑은 대부분 부피가 큰 펌프와 공기 덕트에 의존하며 코드와 케이블을 통해 전원을 공급하고 제어하므로 VR 및 증강 현실(AR) 사용자의 몰입형 경험을 심각하게 방해합니다. 새로 개발된 WeTac은 부드럽고 초박형 피부 일체형 무선 전기 촉각 시스템으로 이러한 단점을 극복했습니다.
이 시스템은 제어 패널로 팔뚝에 부착된 소형 소프트 드라이버 유닛과 촉각 인터페이스로 하이드로겔 기반 전극 핸드 패치의 두 부분으로 구성됩니다.
전체 드라이버 유닛의 무게는 19.2g에 불과하며 팔에 장착할 수 있을 정도로 작습니다(5cm x 5cm x 2.1mm). BLE(Bluetooth Low Energy) 무선 통신과 소형 충전식 리튬 이온 배터리를 사용합니다. 핸드 패치는 두께가 220µm에서 1mm에 불과하며 손바닥에 전극이 있습니다. 유연성이 뛰어나고 다양한 포즈와 제스처에서 효과적인 피드백을 보장합니다.
높은 픽셀 밀도 장치는 개인화 된 경험을 제공합니다
"전기촉각 자극은 사용자에게 효과적인 가상 터치를 제공하는 좋은 방법입니다."라고 Yu 박사는 설명했습니다. "그러나 개인마다 민감도가 다르기 때문에 동일한 피드백 강도가 사용자의 손에 따라 다르게 느껴질 수 있습니다. 따라서 현재 햅틱 기술의 또 다른 주요 병목 현상을 제거하기 위해 모든 사용자에게 범용 도구를 제공하기 위해 피드백 매개 변수를 적절하게 사용자 정의해야 합니다. ."
WeTac의 매우 부드러운 기능을 통해 개별 사용자가 손의 각 부분에 대해 최적화된 매개변수를 결정할 수 있도록 임계값 전류를 쉽게 매핑할 수 있습니다. 개인화된 임계값 데이터를 기반으로 전기 촉각 피드백은 필요에 따라 손의 모든 부분에 적절한 강도 범위로 전달되어 통증을 유발하거나 너무 약해져서 느껴지지 않도록 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 공간 및 시간 시퀀스를 포함한 가상 촉각 정보를 손 전체에 충실하게 재현할 수 있습니다.
WeTac 패치는 프로그래밍 가능한 시공간 피드백 패턴을 제공하기 위해 손에 착용되며 손가락 끝이 아닌 손바닥에 32개의 전기 촉각 자극 픽셀이 있습니다. 전극 사이의 평균 중심 간 거리는 약 13mm로 손 전체에 걸쳐 넓은 커버리지를 제공합니다.
이 장치에는 감전으로부터 사용자를 보호하기 위한 여러 가지 안전 장치가 내장되어 있으며 장치의 온도는 27~35.5°C의 비교적 낮은 범위로 유지되어 연속 작동 중에 열적 불편을 초래하지 않습니다.
광범위한 잠재적 응용 분야
WeTac은 VR 및 AR 시나리오에 성공적으로 통합되었으며 BLE 통신을 통해 로봇 손과 동기화되었습니다. 소형 크기, 웨어러블 및 무선 형식, 감도 중심의 피드백 전략을 통해 WeTac은 손의 촉각 피드백을 훨씬 쉽고 사용자 친화적으로 만듭니다. 사용자는 스포츠 훈련에서 테니스 공을 잡거나, 선인장을 만지거나, 사교 활동, 가상 게임 등에서 마우스가 손에서 달리는 것을 느끼는 등 다양한 시나리오에서 가상 개체를 느낄 수 있습니다.
유 박사는 "우리는 이것이 가상 터치를 제공하는 강력한 도구이며 메타버스, 인간-기계 인터페이스(HMI) 및 기타 분야의 개발에 영감을 준다고 믿는다"고 말했다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/