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创造触觉系统的各种方法

创造触觉系统有多种方法。虽然它们看上去可能差别很大,但是都有两个非常重要的共同点——当操纵者的虚拟形象与物体发生交互作用时决定力度大小的软件,以及可以将作用力反馈给操纵者的设备。软件进行运算的过程被称作触觉再现。一种常用的再现方法是用多面体模型来模拟虚拟世界中的物体。这些3D模型可以准确刻画出许多形状,也可以通过模拟作用力与物体不同面的接触效果,来计算触摸数据。此类3D物体可以模拟出各类表面材质。
创造触觉系统的各种方法
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触摸设备承担着给使用者传输触觉图像的任务。从许多方面来看,触摸设备和鼠标很相似,只不过鼠标属于被动设备,不能向使用者传输任何综合触觉信息。下面让我们来认识一些触觉系统,看看这些设备是如何工作的。

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SensAble Technologies生产的PHANTOM ®是最早被商业化的触觉系统之一。它的成功之处在于简单易用。这个触觉设备仅在一个接触点而不是许多不同接触点上模拟触觉信号。它通过连接在机械臂上的触针来实现这一目的。三个小型发动机在触针上施加压力,从而将力度反馈给使用者。因此,使用者可以感受到虚拟气球的弹性,或是砖墙的坚硬。他也可以感受到这些物体的材质、温度和重量。

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触针可以被制成任何形状,从而模拟多种物体。比方说,它可以装配上注射器来模拟打针时皮肤和肌肉所受到的感觉。

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另一款商用触觉系统则使用了另一种方法,它是Immersion Corporation的CyberGrasp系统。该设备可以套在使用者的整只手上,就像外骨骼一样。它对每根手指施以力反馈。这些力是由五个驱动器产生,并沿着连接手指尖与外骨骼的腱传播。使用CyberGrasp系统,人们可以感觉到虚拟物体的大小和形状。为了确保使用者的手指不会穿过或压碎一个虚拟固体,每个驱动器都能独立运作,以模拟物体的物理性质。

注意事项

磁悬浮触觉设备的劣势是它占用的空间很大。需要一个机柜装置磁悬浮设备、电源、放大器和控制处理器。使用者所操控的握柄位于镶嵌在机柜顶端的槽中。可以想象,上述触觉系统肯定价格不菲。也就是说,这些技术仍仅限于某些行业和专门的训练之用。

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