东京大学研究“触觉形状幻觉”旨在模拟精确手感

旨在模拟与它们所基于的更大型对象的手感

在由东京大学Eisuke Fujinawa领导的一项研究中，一支学生团队创建的程序可以用于设计物理感觉体积更大的紧凑型VR控制器。研究团队的目标是探索“触觉形状幻觉”这个概念，而控制器拥有数据驱动，精确质量的属性，旨在模拟与它们所基于的更大型对象的手感。

模拟真实对象的感觉是虚拟现实中的基本触觉挑战。当虚拟对象在尺寸和重量上相似于真实对象时，当前的通用运动控制器可以发挥出最好的效果。但在拾起非常大型或沉重的虚拟物体时，这会马上显得不切实际。

一种解决方案是，为特定的应用提供专门的控制器：例如把追踪器附加到真正的棒球棒上。与一般的控制器相比，握持真正的棒球棒能够带来更加身临其境的感觉。然而，在房间中挥动同等于真实棒球棒重量和体积的控制器或许不是一个好主意。

如视频所示，东京大学的研究人员试图创造更小的对象，但仍然能够保持相同的感知大小。这支团队设计了一个自动化系统，然后对应根据原始对象的重量和大小，通过精确的质量配置来创建出更紧凑但能提供相似感觉的输出。

论文引用了一定的环境心理学研究，即人类如何通过触觉来感知对象的大小，这支持了感知长度和感知宽度与手部位置的转动矩量强烈相关的观点。

团队将精力集中在这种触觉形状感知上，采集实验参与者在VR中挥动不同样本控制器的数据，从而确定他们的感知大小(实验参与者从未在现实中看过控制器)。这种数据帮助团队创建了“形状感知模型”，而其能够在较小的尺寸约束下优化大型对象的设计，输出用于制造的CAD数据。

研究人员改变了对象形状以使之符合尺寸约束，然后挖出了一个个的孔，并且将重量放置在特定的受压点，从而保持原始转动矩量。

研究团队考虑到了VR开发者，因为开发者可以通过更逼真的控制器来展示产品。CAD数据输出意味着可以使用激光切割机或3D打印机快速创建尺寸更小，更安全的原型控制器。

更多信息和完整论文请访问Fujinawa的网站。另外，团队将于本周的VRST 2017大会上演讲本次研究。