استفاده از تحریک الکتریکی عضلات برای شبیه‌سازی برخورد با موانع در واقعیت مجازی

محققان موفق شده‌اند با تحریک الکتریکی عضلات، برخورد با دیوار یا دیگر موانع در دنیای واقعیت مجازی را برای کاربران ملموس‌تر کنند.

تیمی از محققان انستیتو هاسو پلتنر موفق به طراحی سیستم لمسی-بازخوردی جدیدی شده‌اند که با استفاده از تحریک الکتریکی عضلات، تعامل با اشیاء سخت یا حتی برداشتن اشیاء سنگین در بستر واقعیت مجازی را شبیه‌سازی می‌کند. این سیستم جدید، برای اولین بار در کنفرانس CHI'17 در دنور پیش روی بازدیدکنندگان قرار گرفت. پدرو لوپز از اعضای این تیم تحقیقاتی در توضیح ابعاد مختلف این راهکار می‌گوید:

ما کاملا مشتاق بودیم برای بازسازی قابل لمس یکی از چالش‌برانگیزترین تعاملات در حوزه واقعیت مجازی تلاش کنیم. تعاملی که برخورد کاربر با دیوار یا برداشتن اشیاء سنگین در این محیط است.

به این منظور، محققان از سیستم تحریک الکتریکی هشت کاناله عضلات با استانداردهای سازگار با آنچه در حوزه پزشکی شاهد هستیم، استفاده کردند و این ترکیب سخت‌افزاری را در یک کوله‌پشتی جا دادند. کنترل این سیستم توسط یک شبیه‌ساز واقعیت مجازی و از طریق درگاه یو‌اس‌بی انجام‌ می‌گیرد تا در نهایت، نتیجه به هدست واقعیت مجازی Gear VR سامسونگ، سیستم رهگیری حرکتی روی سر کاربر و سیستم تشخیص جابه‌جایی منتقل شود. لوپز معتقد است این پتانسیل  وجود دارد تا با استفاده از سخت‌افزار بسیار محدود، این طرح را به مرحله اجرا درآورد.

الکترودهای متصل به ساعد و دوسر بازوی کاربر، در زمان لمس جسم سخت نظیر دیوار یا برداشتن یک شیء سنگین در محیط واقعیت مجازی، به‌طور خودکار شوک الکتریکی ملایمی صادر می‌کنند. به این ترتیب، کاربر به‌طور کامل بازخورد برخورد با جسم سخت یا برداشتن شیء سنگین را احساس خواهد کرد.

این تیم تحقیقاتی مدت‌زمان زیادی صرف کرده است تا به شبیه‌سازی کاملا واقع‌گرایانه دست پیدا کند. در ابتدای امر، جریان الکتریکی متناسب با نیروی ایجادشده در محیط واقعیت مجازی، به عضلات دست کاربر ارسال می‌شد. این جریان، متناسب با نیرویی بود که مانع از عبور کاربر از دیوار می‌شد؛ اما مشکلی که در اینجا وجود داشت، عملکرد مغناطیسی این جریان بود که باعث می‌شد دست کاربر بر اثر دریافت ناگهانی جریان الکتریکی به سمت عقب کشیده شود. حال آنکه حرکت یادشده از واقعیت به دور است. به بیان دیگر؛ وقتی دست شما به دیوار برخورد می‌کند، شما دست خود را به‌طور ناگهانی به عقب نمی‌کشید.

در نهایت امر، دو گزینه منطقی پیش روی محققان قرار گرفت. در قالب گزینه اول، شدت سیستم تحریک الکتریکی عضلات یا همان EMS تا حد مشخصی محدود شد. این امر به کاربر حاضر در دنیای واقعیت مجازی امکان می‌داد که دست خود را تا عمق ۱۰ سانتی‌متری در اشیای شبیه‌سازی‌شده نرم مانند فوم فرو ببرد. در حالت دوم، از پالس بسیار ضعیفی استفاده شد که باعث می‌شود دست کاربر به‌آرامی به عقب برگردد و مانع از فرو رفتن دست در اشیاء سخت شود. در نظر داشته باشید که این شوک‌ها آن‌قدر شدت ندارند که به کاربر آسیبی وارد کنند.

این راهکار، ساختار جدیدی نیست و سال‌ها از این روش در فیزیوتراپی یا شبیه‌سازی تمرینات بدنی نیز استفاده می‌شود. حتی شرکت‌هایی هستند که قصد دارند این راهکار را به‌طور جامع برای مقاصد سرگرمی و تفریحی استفاده کنند. از جمله این شرکت‌ها، Teslasuit است که در حال حاضر هم از سیستم تحریک الکتریکی عضلات استفاده می‌کند. لوپز معتقد است این تکنولوژی باید به سطح استفاده فراگیر برسد تا در محصولات دیگر نیز ادغام شود. او گام بعدی تحقیقات در این زمینه را تعامل با نیروهای شدیدتر و دریافت بازخوردهای فیزیکی قوی‌تر عنوان کرده است.

منبع engadget

مقاله های مرتبط

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده