整理自：新智元 | 编辑：Jack Cui
大家好，我是 Jack。

卡内基梅隆大学的研究者，开发了一套硬件模块，搭载 Meta Quest 2 头显，能让用户在虚拟现实中，体验喝水、刷牙和亲吻的触感。
在元宇宙热潮初起的时候，很多人会说：「说这么半天虚拟沉浸式体验，难道可以在VR世界里复现亲亲抱抱么？」
现在，还真的可以了！
就在最近，卡内基梅隆大学的研究人员在元宇宙里，把「亲吻」给复现了。

复现元宇宙中唇舌的触感

除了偶尔会振动的手持控制器，大多数消费者可以使用的普通VR设备都忽略了味觉、嗅觉和触觉等感觉，而是专注于视觉和声音。
这使得VR体验更有吸引力，但还不足以真正欺骗用户的大脑。
多年来，研究人员致力于开发和改进新旧VR设备，使用户在虚拟现实的其他感觉和视觉效果一样真实。
其中，就有来自卡内基梅隆大学人机交互研究所的研究成果，让用户在虚拟现实中感受到嘴唇、牙齿和舌头的触感的技术。
论文链接：https://drive.google.com/file/d/13q0pvCHCV7q_eQSugoFpnFolRrk-qDks/view
VR 的触感复现，可能还无法还原毛发的触感，无法在虚拟现实中撸猫撸狗。
现在倒是可以体验喝水的感觉。
当然，也可以感受骑车时，微风拂面的感觉。
这项新技术，也可以模拟刷牙的触感。
设备的工作原理，采用轻薄的超声波换能器，将超声波脉冲瞄准在用户口腔内部和周围的位置，通过用超声波脉冲轰击微小颗粒，使其悬浮和移动。
如此一来，张开嘴时，嘴唇、牙齿、甚至舌头上就会有真实的触感。
此外，还可以通过编程设定，针对不同场景做出优化。
模拟物体花落、掠过嘴唇的感觉，自然也包括情侣间的亲密互动体验。
很多人也看到了商机，这类技术的应用落地，虚拟设备的体验又可以提升一大截。
我有一位朋友，他有了一些大胆的想法。
也有一些小伙伴表示：
「这技术是很了不起啦，但是对我们这种常年单身、十年八年没kiss体验的人，有没有人能用我们可以理解的话语描述下现实状态中的接吻触感？」
也有人表示更伤心：「我猜，VR头显复现的接吻感受，会是一种让人无法承受的孤独感吧。」
不过，如果你是在玩恐怖游戏的时候戴上，体验可能就太「艹」了。
这套设备可以让你同时体验大蜘蛛扑脸、黏液从脸上流进嘴里的视觉和触觉。
负责实验的妹子正走着，然后一只「抱脸虫」毫无征兆地就扑了过来，疯狂地和你的嘴唇「交互」……
另外一个参与测试的大哥表示，效果太过真实，以至于他在现实中狂抽自己脸，要把这蜘蛛给扇掉……

效果拔群

以前的研究在「复刻」VR场景时，通常会使用真实的物理接触。
比如把一个机械臂直接捅你嘴里，或者是用加热丝来产生热量、风扇来模拟气流。
显然，这些方法能够实现的功能不多，而且延迟很高。
可能你都走出去好几步了，机械臂还没绕完一圈。
CMU的研究人员们则另辟蹊径。
他们在VR头显的底部，安装了一个定制的PCB，上面有64个40kHz超声波传感器，可以以45°的角度面向用户的嘴部。
整个阵列的尺寸为17.9x10.6x1.5cm，重量达到了107g。整体而言还是比较轻薄的，但还是比Oculus Quest 2的676克质量增加了15.8%，厚度为15毫米，使设备的总高度增加了约16.5%。
接下来，研究人员将阵列通过带状电缆连接到Ultraino驱动板，并用IX4427N集成电路芯片对其进行了升级。随后再配上Arduino Mega，并用Ultraino DriverMEGA固件刷机。
如此一来就可以独立控制所有64个传感器，时间步长分辨率为2.5us，相当于40kHz时的𝜋/5相位分辨率，模拟节点位置精度为0.9mm。
软件方面，研究人员选择在Unity中进行开发。
利用虚拟物体和耳机的已知位置，也包括超声波阵列的几何形状，就可以在必要的三维位置创造出触觉效果。之后，经过计算得出的「发射方案」会以10Hz的速度传递给Arduino。
虽然这些数据是通过USB传输的，但它仍然比Oculus Quest 2上渲染的视觉效果平均「快」2ms（这在时间上足够接近，可以被认为是同步的）。
不过，现阶段方案并不算完美。
研究人员目前只能为距离嘴唇最近的物体产生触觉，并不能实现多节点触觉。
好在，用户通常只会把一个物体放到嘴边（例如拿起杯子喝水）。
场景中使用的触觉参数
效果嘛，简而言之就是——大受欢迎！
也许这个结果并不是那么令人惊讶，毕竟触觉提高了真实感和沉浸感。
尤其是触觉可以提供用户视野之外的VR事件信息，极大增强了用户的体验。
当然，研究人员并没有止步于此。
下一代的升级版已经在研发之中了。
参考资料：
  • https://futurism.com/the-byte/invent-vr-device-kissing-simulation-haptics
  • https://gizmodo.com/vr-researches-simulate-kisses-with-ultrasonic-transduce-1848849489
  • https://www.youtube.com/watch?v=3q6dZQfV1x8
  • https://drive.google.com/file/d/13q0pvCHCV7q_eQSugoFpnFolRrk-qDks/view
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