傳來(lái)一個(gè)朋友虛擬參加生日宴會(huì),，或傳輸一種新產(chǎn)品給遠(yuǎn)方的消費(fèi)者試用，這聽(tīng)起來(lái)實(shí)在很匪夷所思,。但據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,，一項(xiàng)名為“浸沒(méi)”（Immersence）的研究，在歐盟第六框架計(jì)劃未來(lái)與新興技術(shù)（FET）前瞻項(xiàng)目的支持下,，正在把這一設(shè)想變成現(xiàn)實(shí),。
這項(xiàng)技術(shù)成功地整合對(duì)真實(shí)世界的感知和虛擬世界里的印象，另外理療師經(jīng)過(guò)訓(xùn)練就能用它來(lái)做遠(yuǎn)程治療,，工業(yè)設(shè)計(jì)師可以在互聯(lián)網(wǎng)上遠(yuǎn)程傳輸可觸摸的數(shù)字實(shí)體模型等,。
感覺(jué)被模擬得越多，我們?cè)谔摂M現(xiàn)實(shí)中就沉浸得越深,。德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的安德烈斯·斯韋恩博格說(shuō),，更多的感知會(huì)帶來(lái)更多的互動(dòng)，身臨其境的感覺(jué)就越強(qiáng)烈,，就越會(huì)“浸沒(méi)”在虛擬現(xiàn)實(shí)里,。
為三維景物裝上觸摸手臂
最近幾年，視聽(tīng)模擬越來(lái)越逼真,，而觸覺(jué)領(lǐng)域卻一直拖了后腿,。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究室的科學(xué)家接受了“浸沒(méi)”中一個(gè)子項(xiàng)目，把視覺(jué)與觸覺(jué)結(jié)合起來(lái),，處理人和虛擬目標(biāo)之間的互動(dòng),，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸物體,。
馬賽厄斯·哈德和研究室其他人員首先給真實(shí)物體制作出一個(gè)虛擬副本,，該副本可以被觸摸，甚至在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸,。
他們使用了一個(gè)柔軟的玩具青蛙,，記錄下它的3D掃描圖像，同時(shí)用一種觸覺(jué)設(shè)備——傳感手臂來(lái)感知它,，并把視覺(jué)和觸覺(jué)印象連接起來(lái),。傳感手臂裝有壓力、速度和滑動(dòng)傳感元件,，能從任何方向移動(dòng),，收集外形、堅(jiān)固性等方面信息,。經(jīng)過(guò)測(cè)量,、計(jì)算，一個(gè)虛擬青蛙就在計(jì)算機(jī)里產(chǎn)生了,。為增強(qiáng)真實(shí)感覺(jué),，他們還給虛擬青蛙設(shè)計(jì)了一種真實(shí)環(huán)境,，讓其“爬”在使用者面前的桌子上。
虛擬青蛙還可以拷貝副本,，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳給其他人,。為了讓別人也能看到和感覺(jué)到這只青蛙，研究人員專(zhuān)門(mén)給虛擬物體設(shè)計(jì)出一種帶有監(jiān)控器的數(shù)據(jù)目鏡和一個(gè)帶有小馬達(dá)的傳感器,。虛擬青蛙和傳感器接觸時(shí)發(fā)出信號(hào),，計(jì)算機(jī)程序就通過(guò)計(jì)算，模擬物體接觸時(shí)的阻礙抵抗,，對(duì)使用者的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的阻礙作用,，使他感覺(jué)好像摸到了青蛙，而實(shí)際上,，他只是在觸摸空氣,。
早期對(duì)虛擬目標(biāo)的模擬，很大程度上取決于研究人員的假設(shè),，而ETH開(kāi)發(fā)的工具更多地基于測(cè)量數(shù)據(jù),。哈德解釋說(shuō)，這種方法可看作是攝像技術(shù)的延伸,，對(duì)那些很難用模型描述的復(fù)雜物體更具有優(yōu)勢(shì),。
“浸沒(méi)”虛擬中與阿凡達(dá)共舞
德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)也是“浸沒(méi)”項(xiàng)目的研究機(jī)構(gòu)，在安德烈斯·斯韋恩博格領(lǐng)導(dǎo)下,，9個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共同開(kāi)發(fā)VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）目標(biāo)和特征觸覺(jué)技術(shù),。他們開(kāi)發(fā)了觸覺(jué)與多模型界面，利用信號(hào)過(guò)程技術(shù)和實(shí)時(shí)地把現(xiàn)實(shí)目標(biāo)生成虛擬物體,，能讓人們和虛擬舞伴共同跳舞,。
研究人員使用了一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，輸入記錄了壓力,、平衡和真人舞蹈運(yùn)動(dòng)的程序,，再給一個(gè)現(xiàn)實(shí)人加上兩條手臂作為舞伴，戴上虛擬目鏡,，這個(gè)人就能看到一個(gè)異性舞伴,，舉起機(jī)器人的手臂就能和她共舞。在虛擬環(huán)境中,，機(jī)器人由計(jì)算機(jī)操作,，作為另一個(gè)人的“阿凡達(dá)”（化身）。
這些研究還有助于開(kāi)發(fā)認(rèn)知機(jī)器人,，和人類(lèi)更好地互動(dòng),。
現(xiàn)實(shí)里觸覺(jué)技術(shù)讓真假互動(dòng)
現(xiàn)在我們可能觸摸一個(gè)虛擬物體，但還不能抓住它,。要有“抓”的感覺(jué),，需要一種專(zhuān)門(mén)的感覺(jué)手套,，戴上這種手套，使用者既能觸摸真實(shí)物體,，也能觸摸虛擬物體,。ETH正在研制這種手套，哈德相信,，這種手套在未來(lái)20年就可像互聯(lián)網(wǎng)一樣得到廣泛使用,。
法國(guó)埃里夫大學(xué)也在研究如何給兩個(gè)人裝上傳感器，讓他們?cè)谔摂M中共同搬運(yùn)一個(gè)重箱子,。斯韋恩博格說(shuō),，在現(xiàn)實(shí)中，這是一個(gè)合作過(guò)程,，但在機(jī)器人界面必須設(shè)計(jì)出一套程序,，并非是一個(gè)人主導(dǎo)而另一個(gè)跟隨那么簡(jiǎn)單。
瑞士ETH計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究室已開(kāi)發(fā)了一種乒乓球游戲,，現(xiàn)實(shí)里只有球拍操縱桿,，兩個(gè)玩家就能互相擊打虛擬乒乓球。他們的下一個(gè)項(xiàng)目名為“光束”,，打算開(kāi)發(fā)出一種遠(yuǎn)距離傳輸方法來(lái)傳輸虛擬人,。哈德說(shuō)，這將使得人們參加遠(yuǎn)程會(huì)議成為可能,，而無(wú)需本人親自到場(chǎng),，有助于節(jié)省時(shí)間和差旅費(fèi)。這比現(xiàn)在的視頻會(huì)議更加徹底,，感覺(jué)就像跟其他參會(huì)者坐在一起，還能和其他參會(huì)者互動(dòng),。（生物谷Bioon.com）
