东大和台大合作开发,便携式杆状高输出触觉设备

机器人 2018年08月24日
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传统的触觉设备大致可分为两类,一类是将装置固定于地面等的固定型,另一类是佩戴在用户身上的移动型。移动型的可动范围比较大,可用于与全身运动相关的内容,不过由于是戴在身上,因此设备的尺寸和输出功率受限,能进行触觉反馈的输出存在极限。

日本东京大学与台湾成功大学组成的研发小组在日本科学技术振兴机构(JST)的资助下,开发出了便携式触觉设备“LevioPole”(照片1),通过在杆状装置的两端配备多转子单元,利用螺旋桨产生的推力提供反馈力,这一点比较新颖。

LevioPole的外观

照片1:LevioPole的外观

此次开发的触觉设备可用于各种VR内容的触觉反馈,不仅如此,由于在实际空间也能进行力的反馈,还有望作为步行导航等生活支援技术利用。

在全身交互用途中,该设备能利用新方法实现空中的触觉反馈。长约1m的杆状装置的两端安装了多转子,利用螺旋桨产生推力,通过单独控制各螺旋桨,可生成平移方向和旋转方向的力,进行触觉反馈。另外,通过程序在短时间内单独控制各螺旋桨的输出功率,还能提供独具特色的触觉模式。该设备还具有以下优点:1)采用简单的杆状形状,便于直观理解如何握持和移动等;2)不会直接触碰到转子可动部,比较安全;3)仅该设备本身就能提供多种触觉模式。

新开发的硬件由杆和左右两端安装的多转子单元构成。使用的基本电子零部件与UAV(无人驾驶飞行器)一样,包括无刷马达、速度控制器(ESC)、螺旋桨、电池、IMU传感器及MCU(微控制器)等。所有零部件均内置于设备内部,因此方便移动。该设备与PC进行串行通信。

该设备与头戴式显示器(HMD)组合使用,还可实现VR内容中的全身交互触觉反馈。例如,可作为VR游戏的控制器,在触摸虚拟物体时提供触觉反馈(照片2)。另外,除VR和AR内容外,还能在日常活动中使用。比如,可以用作通过触觉进行步行导航的导航设备。

VR内容示例

照片2:VR内容示例

相关研究成果已在8月12日于加拿大温哥华举行的国际学会“SIGGRAPH 2018”上发表。

文 客观日本编辑部

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