研究員利用EMS電肌肉刺激為AR-VR帶來力反饋

　　2018年04月17日，哈索-普拉特納研究所(Hasso-Plattner-Institut)是位于德國波茨坦的一所私立學校，其人機交互實驗室的研究人員日前公布了一段關于新穎AR可穿戴觸覺解決方案的視頻。借助能夠向手臂肌肉提供低電壓的電肌肉刺激設備(EMS)，無需穿戴觸覺手套或握持物理控制器的AR頭顯，用戶在與虛擬對象交互時將能體驗到力反饋，而他們在觸碰物理對象時同樣能感覺到額外的作用力。

　　研究人員通過HoloLens展示了他們的解決方案，其包含一個背包，一臺運行Uniy的筆記本電腦，一個基于電池的EMS設備，電極墊，以及用于提升手勢追蹤精度的視覺標記。這個研究團隊表示，他們的系統“增加了物理作用力，同時解放了用戶的雙手，允許其自由與對象進行交互”。

　　HoloLens和即將上市的Magic Leap One都包含一個物理控制器：HoloLens提供了一個簡單的“點擊器”;而ML One則是一個6自由度控制器。盡管兩種系統都支持手勢識別，但AR頭顯用戶仍然沒有確定的方式來“感受”周圍的世界。

　　根據今年在蒙特利爾召開的ACM CHI會議上發布的論文(點擊前往)，一個基于EMS的系統可以通過低電壓來致動用戶的手腕，肱二頭肌，三頭肌和肩部肌肉，從而模擬一種“虛擬壓力”。當你與按鈕這樣的虛擬對象，甚至是真實世界轉盤和水平儀這樣的物理對象進行交互時，系統將激活這種感知壓力以在用戶手臂上創建一種額外的力感。

　　但這種系統存在一定的取舍，其當前的設置不適合長期使用。兩個最大的缺點是：在每次使用之前都需要進行精確的電極放置和針對每個用戶進行單獨校準;而且設備會造成肌肉疲勞，從而降低了其有用性和舒適感。

　　然而，或許一點點的肌肉刺激也可以發揮非常重要的作用。論文探討了如何有節制地在物理環境(而非虛擬環境)中使用EMS，利用用戶的敏銳感覺來增強其合理性。

　　就(增強現實)而言，我們觀察到用戶談到他們十分喜歡EMS設備所帶來的微妙感覺，例如：‘我可以感覺到沙發更難移動(這是因為基于EMS的靜態摩擦)’。對于MR領域的UX設計者，我們建議盡可能地匹配‘觸覺物理’與預期物理，而不是說過分夸張。

　　對于為AR可穿戴設備增加觸覺反饋的多管齊下的方法而言，這個有趣的步驟可能非常有用，因為用戶希望能夠在日常生活中空出雙手來完成其他操作。當前基于致動器的手套和背心已經可以輕松實現，而且正迅速成為VR觸覺反饋的標準解決方案。但這難以應用于日常的AR用例，而今天的力反饋外骨骼則仍然過于笨重。

　　我們無法預測未來哪一種形態的AR可穿戴設備能夠流行起來，但無論是什么，它都必須是既輕便又實用，而EMS似乎在這兩方面的表現都相當優秀。