Les cordes attachées à la main, les doigts créent un retour haptique plus réaliste –

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  • Les systèmes de réalité virtuelle d’aujourd’hui peuvent créer des expériences visuelles immersives, mais ils permettent rarement aux utilisateurs de ressentir quoi que ce soit – en particulier les murs, les appareils et les meubles. Un nouvel appareil développé à l’Université Carnegie Mellon utilise cependant plusieurs cordes attachées à la main et aux doigts pour simuler la sensation d’obstacles et d’objets lourds.

    En verrouillant les cordes lorsque la main de l’utilisateur est près d’un mur virtuel, par exemple, l’appareil simule la sensation de toucher le mur. De même, le mécanisme à cordes permet aux gens de ressentir les contours d’une sculpture virtuelle, de ressentir la résistance lorsqu’ils poussent sur un meuble ou même de donner un cinq à un personnage virtuel.

    Cathy Fang, qui obtiendra son diplôme de la CMU le mois prochain avec un diplôme conjoint en génie mécanique et en interaction homme-ordinateur, a déclaré que l’appareil monté sur l’épaule tire parti des cordes à ressort pour réduire le poids, consommer moins d’énergie de la batterie et maintenir les coûts bas.

    “Des éléments tels que les murs, les meubles et les personnages virtuels sont essentiels pour créer des mondes virtuels immersifs, et pourtant les systèmes de réalité virtuelle contemporains ne font guère plus que des contrôleurs manuels vibrants”, a déclaré Chris Harrison, professeur assistant à l’Institut d’interaction homme-machine (HCII) de la CMU. L’évaluation par l’utilisateur du dispositif multistring, rapportée par les co-auteurs Harrison, Fang, l’ingénieur de l’Institut de robotique Matthew Dworman et l’étudiant au doctorat de HCII Yang Zhang, a révélé qu’il était plus réaliste que d’autres techniques haptiques.

    «Je pense que l’expérience crée des surprises, comme lorsque vous interagissez avec une balustrade et que vous pouvez l’enrouler avec vos doigts», a déclaré Fang. “C’est aussi amusant d’explorer la sensation d’objets irréguliers, comme une statue.”

    Le document de recherche de l’équipe a été nommé meilleur article par la Conférence sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques (CHI 2020), qui était prévue pour ce mois mais annulée en raison de la pandémie COVID-19. Le document a maintenant été publié dans les actes de la conférence dans la bibliothèque numérique de l’Association for Computing Machinery.

    D’autres chercheurs ont utilisé des chaînes pour créer un retour haptique dans des mondes virtuels, mais ils utilisent généralement des moteurs pour contrôler les chaînes. Les moteurs ne fonctionneraient pas pour les chercheurs de la CMU, qui envisageaient un système à la fois suffisamment léger pour être porté par l’utilisateur et abordable pour les consommateurs.

    “L’inconvénient des moteurs est qu’ils consomment beaucoup d’énergie”, a déclaré Fang. “Ils sont également lourds.”

    Au lieu de moteurs, l’équipe a utilisé des rétracteurs à ressort, similaires à ceux des porte-clés ou des badges d’identification. Ils ont ajouté un mécanisme à cliquet qui peut être rapidement verrouillé avec un verrou à commande électrique. Les ressorts, et non les moteurs, maintiennent les cordes tendues. Seule une petite quantité d’énergie électrique est nécessaire pour engager le loquet, de sorte que le système est économe en énergie et peut fonctionner sur batterie.

    Les chercheurs ont expérimenté un certain nombre de cordes et de placements de cordes différents, concluant finalement que la fixation d’une corde à chaque doigt, une à la paume et une au poignet offrait la meilleure expérience. Un capteur Leap Motion, qui suit les mouvements de la main et des doigts, est fixé au casque VR. Lorsqu’il détecte que la main d’un utilisateur est à proximité d’un mur virtuel ou d’un autre obstacle, les cliquets sont engagés dans une séquence adaptée à ces objets virtuels. Les loquets se désengagent lorsque la personne retire sa main.

    L’ensemble de l’appareil pèse moins de 10 onces. Les chercheurs estiment qu’une version produite en série coûterait moins de 50 $.

    Fang a déclaré que le système serait adapté aux jeux et aux expériences de réalité virtuelle qui impliquent une interaction avec des obstacles physiques et des objets, un tel labyrinthe. Il peut également être utilisé pour des visites de musées virtuels. Et, à une époque où la visite physique des magasins de vente au détail n’est pas toujours possible, “vous pouvez également l’utiliser pour faire vos achats dans un magasin de meubles”, a-t-elle ajouté.

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