“TapID”允许在虚拟空间中进行极其精确的徒手输入。Credit: siplab / ETH苏黎世当一个人用手指轻敲时，每个手指都会产生不同的振动轮廓，通过骨骼传播到手腕。苏黎世联邦理工学院的研究人员现在已经在双传感器腕带的开发中利用了这一发现，该腕带为虚拟工作空间带来了直观的免提交互。虚拟现实技术正在向新的不同领域发展，从飞行模拟器中的飞行员培训到空间可视化，例如建筑和日益逼真的视频游戏。结合虚拟现实眼镜等技术模拟环境的可能性实际上是无穷无尽的。然而，虚拟现实系统在日常应用中仍然很少使用。“如今，VR主要用于消费内容。在办公场景等生产力应用的情况下，虚拟现实仍然有很大的发展潜力来取代当前的台式计算机，”苏黎世联邦理工学院智能交互系统研究所教授克里斯蒂安·霍尔茨说。确实有巨大的潜力:如果内容不再局限于屏幕，用户将能够利用三维环境的特性，以极大的灵活性和直观性用手进行交互。
每个手指引起不同的振动分布
是什么阻止了这成为现实？霍尔茨认为主要问题在于人与技术的互动。例如，今天的大多数虚拟现实应用程序要么用用户手中的控制器操作，要么用空中的手操作，这样位置就可以被摄像机捕捉到。用户在交互过程中通常也是站着的。“如果你不得不一直举起你的手臂，这很快就会变得很累，”霍尔茨说。“这目前阻碍了正常工作流程的实现，因为它们需要与应用程序进行多小时的交互。”例如，在虚拟键盘上打字会带来另一个问题:手指只能轻微移动，相机无法像当前的机械键盘那样精确地捕捉移动。对于空中打字，通常的触觉反馈也是缺乏的。
出于这个原因，对霍尔茨的研究团队来说，很明显，被动接口对于虚拟现实技术的可行和有效采用仍然很重要。这可能是一个经典的桌面，一面墙或一个人自己的身体。为了优化使用，研究人员开发了一种称为TapID的感官技术，他们将在3月底的IEEE虚拟现实会议上展示这种技术。原型在普通的橡胶腕带中嵌入了几个加速度传感器。
信用:苏黎世联邦理工学院这些传感器检测手何时接触表面，以及人使用了哪个手指。研究人员发现，他们新颖的传感器设计可以检测手腕上振动轮廓的微小差异，以区分每个特征手指运动。研究人员开发的定制机器学习管道实时处理收集的数据。结合内置在一套虚拟现实眼镜中的摄像头系统，可以捕捉手的位置，TapID可以产生极其精确的输入。研究人员已经在他们开发的几个应用程序中证明了这一点，包括虚拟键盘和钢琴(见视频)。
使用智能手表的虚拟钢琴
霍尔茨解释说，虚拟钢琴在展示TapID的优势方面做得特别好:“在这里，空间精度和时间都是必不可少的。触摸按键的瞬间必须以最大的精度捕捉。腕式传感器比照相机更可靠。”我们的系统使用的相对简单的技术提供了几个优点；例如，生产这种类型的腕带应该只需要几法郎。
研究团队还将他们的系统与现有技术进行了比较:在一项有18名参与者参与的技术评估中，他们成功地表明TapID不仅可以与腕带中专门开发的电子设备可靠地工作，而且这种方法还可以转移到现有的健身腕带和日常智能手表上，因为它们都配备了惯性传感器。展望未来，研究人员计划通过更多的测试对象来继续改进该技术，并开发更多的应用程序来将TapID集成到生产力场景中，并支持未来的办公室。
霍尔茨认为“移动虚拟现实”是另一个令人兴奋的可能性:“我们的传感器解决方案是便携式的，它有潜力使虚拟现实系统能够适应移动工作的生产力。TapID允许用户随时随地用手或大腿操作应用程序。”作为一名计算机科学教授，霍尔茨认为虚拟现实的未来在于能够在任何物理位置协同工作——不受硬件限制，但好像用户都在同一个房间里。他补充道:“TapID可能是朝着这个方向前进的一大推动者。他和他的团队以及曼努埃尔·梅尔、保罗·斯特雷利和安德烈亚斯·芬德将继续他们在这一领域的研究。
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