虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與數(shù)據(jù)手套的研究

    隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,數(shù)據(jù)手套的研制和應(yīng)用也不斷深入。例如,美國(guó)宇航局的Ames實(shí)驗(yàn)室將數(shù)據(jù)手套工程化,使其成為可用性較高的產(chǎn)品,在約翰遜空間中心完成空間站操縱的實(shí)時(shí)仿真。美國(guó)Boneing公司制造了一架虛擬飛機(jī),運(yùn)用數(shù)據(jù)手套進(jìn)行控制,從而觀察設(shè)計(jì)結(jié)果,考察性能指標(biāo)。NEC公司開(kāi)發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),操作者通過(guò)使用數(shù)據(jù)手套可以處理三維CAD中的形體模型。國(guó)內(nèi)的研究也取得了一批成果。

    目前數(shù)據(jù)手套研究領(lǐng)域中仍存在著許多沒(méi)有解決的理論問(wèn)題和尚未克服的技術(shù)難點(diǎn),需要人們?nèi)ヌ剿骱蛯ふ医鉀Q之道。今后研究的重點(diǎn)主要有以下幾方面:

    (1)研制開(kāi)發(fā)能夠滿足數(shù)據(jù)手套實(shí)用性要求的新型傳感器

    傳感器技術(shù)是數(shù)據(jù)手套系統(tǒng)中的核心和關(guān)鍵技術(shù),數(shù)據(jù)手套的交互能力直接取決于傳感器的性能。目前盡管已經(jīng)出現(xiàn)了多種數(shù)據(jù)手套專(zhuān)用傳感器,但還不能真正滿足數(shù)據(jù)手套的實(shí)用性要求。因此采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu),研制出精度高、體積小、成本低、不易損壞、易于更換的高性能傳感器,是數(shù)據(jù)手套能否進(jìn)一步商品化、實(shí)用化的關(guān)鍵。

    (2)研制技術(shù)成熟、性能可靠的力反饋裝置

    手指力反饋裝置的研究對(duì)數(shù)據(jù)手套的應(yīng)用意義重大。具有力反饋功能的數(shù)據(jù)手套不但可以使用戶(hù)以較自然的方式將自己的手部動(dòng)作傳遞給虛擬環(huán)境,實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的操作,也可以使用戶(hù)利用觸覺(jué)和力覺(jué)反饋信息,得到真實(shí)的“沉浸感”,尤其對(duì)機(jī)器人技術(shù)力反饋是至關(guān)重要的。目前這種數(shù)據(jù)手套不多,技術(shù)不夠成熟,需進(jìn)一步提高性能,降低價(jià)格,增強(qiáng)實(shí)用性。

    (3)硬件接口及軟件環(huán)境的深入開(kāi)發(fā)

    進(jìn)一步開(kāi)發(fā)各種數(shù)據(jù)手套通用的接口及專(zhuān)用軟件,使其具備良好的可移植性、可擴(kuò)充性,方便以后用戶(hù)系統(tǒng)的更新升級(jí)。

    (4)進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)工藝要求

    在數(shù)據(jù)手套及其部件的選材、設(shè)計(jì)組裝等方面下功夫,既要佩戴方便舒適,又要易于組裝維護(hù),進(jìn)一步提高整體性能。