映维网 2019 年 08 月 21 日)超声波力反馈技术开发商Ultrahaptics于今年五月宣布收购手部追踪开发商Leap Motion,继续深入免手操作领域的研发工作。日前,Ultrahaptics 首席技术官汤姆·卡特(Tom Carter)介绍了它所开发的触觉反馈技术,以及为何将触觉反馈纳入手部追踪将能带来一种十分强大的体验。下面是映维网的具体整理:

我研究触觉反馈技术已有近十年时间。我对触觉反馈的接触越多,我对触觉之于人类重要性的理解就越发加深。每一天,触觉都在帮助我们理解周遭的世界。它是我们存在感的基础,同时对直觉交互和情感联系非常重要。

触觉反馈技术将在 20 世纪 20 年代将这一重要的感官完全带到数字世界。这将是变革性的时期。但要实现这一点,触觉反馈需要手部追踪。下面是原因:

1. 触觉反馈、手部追踪是共生体

我们双手的触摸感受器是高度专业化的感官,它们非常密集地聚拢在一起,并允许你在质感和压力方面感受到非常微妙的区别。

它是电机控制和来自传感器的丰富数据流之间的反馈回路,并且实现自然的交互。想象一下用穿着手套的手来扣上大衣。这可能做到,但由于缺乏触觉感受,过程显然会更慢,更费力。

当你组合手部追踪和触觉反馈时,你将会给数字世界带来上文所述的反馈回路。运动和触觉是共生的存在,而手部追踪和触觉反馈技术同样是这样。

所以,我认为 Ultrahaptics 的故事不是从触觉反馈开始并不令人感到意外。它始于手部追踪。

2. 始于 Kinect

尽管我想说一个 Ultrahaptics 是从我第一次拿起 Leap Motion Controller 时开始,但这并不完全正确。

我是在攻读本科学位的最后一年中开始研究了最终成为 Ultrahaptics 的项目。当时是 2011 年,在 Leap Motion 推出他们的第一款产品之前。微软 Kinect for Xbox 刚刚问世,而能够通过 3D 运动控制计算机的概念非常吸引人。

但我意识到,你是在悬空操作计算机,不进行任何物理接触。当你进行大幅度的滑扫动作或拾取大型虚拟对象时,这没有太大问题。但对于需要精确电机控制的操作(如按压虚拟按钮),问题就会出现真。

我开始考虑如何为其复刻触觉感受。就在那时,我的教授就超声波构思了一个疯狂的想法。

3. 虚拟触控技术

这开始了长达十年的 “虚拟触控” 反馈技术的研发旅程:利用超声波创造悬空触觉。

你不需要控制器或可穿戴设备,而这同时是我们的技术和 Leap Motion 如此相配的原因之一。

4. 实现难度

听起来很简单?在很多方面确实是,这是一个非常简单的想法。然而,要真正将它变成一个功能强大的硬件则完全是另外一回事。

从最初的想法到简单的实验室原型花费了大约一年时间。但我们从一开始就明确的是,如果缺乏精确的手部追踪,我们就无法取得任何成绩。为了定位触觉反馈,你需要确切地知道用户双手在 3D 空间中的位置。

5. 七年合作

这正是我们与 Leap Motion 姻缘的开始。大卫·霍尔兹(David Holz)在 2012 年送了我一个测试版 Leap Motion 设备(我到今天还留着)。这同时开启了一段友谊。在接下来的七年里,大卫和我经常谈论对未来的看法。

Leap Motion 手动追踪几乎是我们构建的所有一切的组成部分。我们尝试过其他设备,但我们总是回到 Leap Motion,因为它确实提供了最好的产品。

6. 从想法到设备

在 Ultrahaptics 的早期阶段,要渲染单个静态触觉点,即便是市场中最先进的显卡都需要 20 分钟来进行数学运算。我们自那时起已经迭代过许多次,而现在我们已经拥有了一个随时可用的感觉库,而它们正在变得越来越成熟。

硬件同样发生了巨大变化。我们在 2018 年推出了全新的 STRATOS 平台。我可以就这个问题滔滔不绝地讲下去,因为我们为此感到自豪,但今天我希望专注于标题的内容。

STRATOS 创造触觉的方式与我们之前产品不同。它可以实现更广泛的触觉感受。一个重大的突破是,将超声换能器安排在基于斐波那契螺旋线的 “向日葵” 螺旋设计中。通过这样的方式,你可以获得更强大,更明确的触觉效果。

7. 未来发展

Leap Motion 的手动追踪技术一直是我们工作的重要组成部分。当有机会将两支团队组合在一起时,我们显然不能错过。

Ultrahaptics 从根本上理解了高性能手部追踪的价值,因为我们自己依赖于手部追踪。我们将支持大卫和 Leap Motion 团队的其他成员继续推进 Leap Motion 产品的功能和性能,以及一些联合项目的合作。

Ultrahaptics 和 Leap Motion 的愿景都是为了支持人们把双手伸向数字世界并与之交互。我们正在解决同一个难题的不同部分。随着我们构建的界面将为下一代的人机交互提供动力,我个人非常高兴能够与 Leap Motion 团队和社区合作。

Ultrahaptics 为何收购 Leap Motion:将触觉反馈纳入手部追踪最先出现在映维网