Исследовательская группа Токийского университета и Университета Саара в Германии представила технологию, которая позволяет человеку интуитивно ощущать положение и движение дополнительных виртуальных частей тела, таких как третья рука, хвост или крылья, без опоры на зрительное восприятие.
Авторы разработали концепцию «воображаемых суставов и мышц», создающих проприоцептивную обратную связь (восприятие положения, движения и равновесия своего тела в пространстве) за счёт контролируемого растяжения или сжатия кожи в точке соединения тела с виртуальной конечностью. Такой подход имитирует крутящий момент, который возникал бы при движении в реальности, и формирует ощущения, близкие к врождённому восприятию собственного тела.
Система работает по следующему принципу: в месте соединения виртуального дополнения с телом формируется «воображаемый сустав», а на коже закрепляется устройство, которое растягивает или сжимает участок в зависимости от рассчитанного крутящего момента. Алгоритм вычисляет этот момент, исходя из траектории движения, и преобразует его в управляющий сигнал для механизма растяжения кожи. Таким образом, человек получает тактильную информацию, позволяющую без зрительного контроля определить направление, силу и характер движения конечности.
Разработчики реализовали два режима работы — пассивный и активный. В пассивном режиме дополнительная часть движется сама по себе: например, хвост, колеблется при ходьбе или реагирует на столкновения. Движение моделирует система «пружина–демпфер», которая обеспечивает плавное затухание колебаний и имитацию веса виртуального объекта. В активном режиме пользователь управляет дополнением самостоятельно через датчики движения или заранее заданные анимации. Здесь важны момент инерции и внешние воздействия, такие как удерживание и перемещение объектов.
Технология не ограничена одной зоной тела — устройства можно крепить на любые участки открытой кожи. Это позволяет интегрировать систему в широкий спектр сценариев: физические симуляции, анимацию, управление виртуальными объектами или роботизированными манипуляторами. В ходе демонстрации участники управляли третьей рукой, хвостом и крыльями, ощущая их движения и усилия даже с закрытыми глазами. Испытания показали, что пользователи способны определять не только направление, но и примерную величину силы, прилагаемой виртуальной частью тела.
По мнению авторов, разработка открывает возможности для создания более естественных и глубоких иммерсивных сред, в которых управление дополнительными конечностями будет восприниматься интуитивно. Потенциальные области применения включают реабилитацию пациентов с ограниченной подвижностью, повышение эффективности работы в промышленности за счёт «виртуальных инструментов» и расширение творческих возможностей в цифровых искусствах.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter! Поддержите проект на Boosty.
Далее: Проект Reality Proxy предложил интерфейс смешанной реальности для далёких физических объектов
