臉書Meta公開了一款神奇的元宇宙硬體：一個手套
機器之心發表於2021-11-17
你現在還不能戴著 Facebook（現在叫 Meta）的高科技虛擬現實手套雲擼貓，但距離這項技術的實現也不是很遠。Meta 的「誕生」伴隨著祖克伯對於虛擬世界、元宇宙的無限嚮往。但公司改名並不是心血來潮的事，最近七年裡，Facebook 一直在致力於開發人機互動的新次元——一種觸覺手套，它可以復現抓握物體，或撫摸不同材質表面的觸感。近日，Meta 首次將這款手套向媒體公開，該裝置與其他可穿戴技術已被視為 VR 和 AR 互動的未來。Meta 手套的原型成本約為 5000 美元，在每個手指上有約 15 個脊狀充氣塑膠片，被稱為執行器（actuator），觸覺互動位置被佈置在貼合佩戴者手掌、手指下側和指尖等位置上。該手套還是 VR 控制器，其手背處的白色標記可以讓相機跟蹤手指在空間中的運動方式，內部感測器可以捕捉佩戴者手指的彎曲方式。當你戴上手套進入 VR 或 AR 世界時，這套工具上覆雜的控制系統會調整充氣，在你手上製造擬真壓力。如果你用指尖觸碰虛擬物體，還會感覺到特定的觸感。如果你抓起了虛擬物體，手指上的致動器就會變硬，從而產生阻尼感。這些感覺與視覺和音訊互動一同工作，就會產生身體接觸物體的錯覺。這項技術借鑑了軟體機器人領域最近的進展，用微型氣閥取代了笨重的電機。自 2014 年收購創業公司 Oculus VR 以來，Meta 一直在研究如何讓虛擬環境可觸控。它在 2015 年開發了手套的第一個原型——一個帶有單個執行器的手指。Reality Labs 的負責人 Michael Abrash 表示，最初的體驗是戴上 VR 頭盔，嘗試在虛擬世界中觸碰一個盤子，結合影像、聲音和粗糙陶瓷的觸感。「我看到了盤子，看到了我的手指擦過盤子，聽見了聲音，那種刮擦的聲響，手上也感受到了震動，這就是手指在瓷盤上滑動的感覺。」Abrash 說道。模擬觸覺並不是一個全新的領域。我們將 VR 與控制器振動這樣簡單的東西結合起來，也能讓人們感覺更像是在觸控物體，除了 Meta，許多公司已經在開發可追蹤使用者手部或提供觸覺的可穿戴裝置，有些甚至還能整合溫度的感覺。Meta 的方向是以其他公司無法做到的形式向大眾市場推出觸覺手套。大多數觸覺裝置製造商為軍事、工業或學術機構銷售專業產品。相比之下，Meta 致力於推出面向更多消費者的 Quest VR 系統，這是其投入數十億美元構建整合 VR 和 AR 的「元宇宙」的重要部分。如果觸覺手套系統最終開賣，Meta 將保證該系統可以在自家的虛擬現實系統 Quest 上執行，並鼓勵應用程式開發人員使用它。在 Reality Labs 的設想中，手套在未來是配合眼鏡、耳機的多種控制器方法之一，除此之外還有基於肌電圖（EMG）的更輕量級解決方案，後者是一種讀取手臂上的神經訊號並將其轉換為數字輸入的系統。Meta 在 2019 年收購了 EMG 腕帶公司 CTRL-Labs，EMG 團隊與觸覺設計團隊分開工作。「Douglas Engelbart 和 Xerox PARC 是唯一一次從根本上改變了我們與數字世界互動的方式，」Abrash 說道——指的是 1970 年代滑鼠的發明和 Alto 臺式電腦的設計，直到今天絕大多數計算機都仍在沿用這一正規化。「AR 眼鏡將實現又一次革新。你不會帶著鍵盤和滑鼠四處走動。你也不需要拿出手機來與之互動。」對於某些任務，你可能需要一個簡單的腕帶，有時還需要更完整的觸覺。一方面，該團隊希望大幅增加手套致動器的密度，在幾年內從數十個增加到數百個甚至上千個。現在，手套可以提供物體輪廓的感覺，但不能讓你區分出材質表面之間的細微差別——還只能依賴於音訊和影像腦補。「你可以撫摸一隻狗，但感覺不到自己摸到了毛，」Reality Labs 工程師 Katherine Healy 說道。「你需要高密度的驅動器才能真正獲得那種感覺，而現在的手套並不能做到這一點。」雖然 Meta 可能不會優先考慮像毛皮這樣特定的質地，但它希望手套可以產生更多種，更高質量的感覺。另一方面，手套也需要減小體積，Meta 手套的原型要比 90 年代任天堂 Power Glove 小，但這還遠遠不夠。Healy 認為，該裝置需要足夠的輕，讓人感覺他們可以正常地與現實世界、虛擬世界互動，並且它需要做到完全無線化，而不是像現在這樣依賴繫繩。更復雜的是，觸覺手套需要精確貼合佩戴者的皮膚。這可能需要為每個買家設計不同的合身版本。這可能要藉助 3D 針織等技術，以定製的尺寸數字生產出織物。然後還有一些實際問題，比如如何清潔這款高科技手套——現在的清洗方法是用酒精仔細擦拭。然而服裝一般是水洗的，因此 Healy 表示：「我們希望能夠製造出一種可以清洗的手套，這是我們願景的一部分。」如果這款觸覺手套商業化，它將面臨與其他收集生物識別資訊的可穿戴裝置相同的隱私和安全挑戰。研發團隊對使用 EMG 腕帶等技術在鍵盤上打字進行了分析，表示這很少被描述為潛在威脅。但是可穿戴技術可以精細地分析人們的身體運動，而即使是基本的打字模式也可以預測帕金森等疾病。Meta 將需要制定政策來管理離開使用者裝置的資料以及能夠訪問這些資料的人。目前，研究團隊正試圖探究 VR 觸控的真實程度如何。Abrash 說 ：「觸覺手套的一個有趣之處在於，它與視聽內容不同，我們無法準確再現現實。」視覺上最先進的螢幕可以呈現出非常真實的影像，聽覺上聲波可以捕捉人們說話的特徵。但是 Meta 不能實際製造出可以阻止人手穿過虛擬桌子的手套，而是必須找到讓使用者相信並接受桌子位置的方法。即使虛擬的桌子在客觀上感覺更像是果凍而不是硬木。VR 是「一種新的物理世界，其中沒有什麼是大規模的固體。」Abrash 還說道：「在我看來，如果觸覺手套奏效，你就可以撫摸一隻狗，當然是一隻虛擬的狗。體驗也會略有不同，但在情感和體驗上都會很真實。」https://www.theverge.com/2021/11/16/22782860/meta-facebook-reality-labs-soft-robotics-haptic-glove-prototypehttps://uploadvr.com/meta-haptic-gloves-research/ 
