研究员利用EMS电肌肉刺激为AR-VR带来力反馈

　　2018年04月17日，哈索-普拉特纳研究所(Hasso-Plattner-Institut)是位于德国波茨坦的一所私立学校，其人机交互实验室的研究人员日前公布了一段关于新颖AR可穿戴触觉解决方案的视频。借助能够向手臂肌肉提供低电压的电肌肉刺激设备(EMS)，无需穿戴触觉手套或握持物理控制器的AR头显，用户在与虚拟对象交互时将能体验到力反馈，而他们在触碰物理对象时同样能感觉到额外的作用力。

　　研究人员通过HoloLens展示了他们的解决方案，其包含一个背包，一台运行Uniy的笔记本电脑，一个基于电池的EMS设备，电极垫，以及用于提升手势追踪精度的视觉标记。这个研究团队表示，他们的系统“增加了物理作用力，同时解放了用户的双手，允许其自由与对象进行交互”。

　　HoloLens和即将上市的Magic Leap One都包含一个物理控制器：HoloLens提供了一个简单的“点击器”;而ML One则是一个6自由度控制器。尽管两种系统都支持手势识别，但AR头显用户仍然没有确定的方式来“感受”周围的世界。

　　根据今年在蒙特利尔召开的ACM CHI会议上发布的论文(点击前往)，一个基于EMS的系统可以通过低电压来致动用户的手腕，肱二头肌，三头肌和肩部肌肉，从而模拟一种“虚拟压力”。当你与按钮这样的虚拟对象，甚至是真实世界转盘和水平仪这样的物理对象进行交互时，系统将激活这种感知压力以在用户手臂上创建一种额外的力感。

　　但这种系统存在一定的取舍，其当前的设置不适合长期使用。两个最大的缺点是：在每次使用之前都需要进行精确的电极放置和针对每个用户进行单独校准;而且设备会造成肌肉疲劳，从而降低了其有用性和舒适感。

　　然而，或许一点点的肌肉刺激也可以发挥非常重要的作用。论文探讨了如何有节制地在物理环境(而非虚拟环境)中使用EMS，利用用户的敏锐感觉来增强其合理性。

　　就(增强现实)而言，我们观察到用户谈到他们十分喜欢EMS设备所带来的微妙感觉，例如：‘我可以感觉到沙发更难移动(这是因为基于EMS的静态摩擦)’。对于MR领域的UX设计者，我们建议尽可能地匹配‘触觉物理’与预期物理，而不是说过分夸张。

　　对于为AR可穿戴设备增加触觉反馈的多管齐下的方法而言，这个有趣的步骤可能非常有用，因为用户希望能够在日常生活中空出双手来完成其他操作。当前基于致动器的手套和背心已经可以轻松实现，而且正迅速成为VR触觉反馈的标准解决方案。但这难以应用于日常的AR用例，而今天的力反馈外骨骼则仍然过于笨重。

　　我们无法预测未来哪一种形态的AR可穿戴设备能够流行起来，但无论是什么，它都必须是既轻便又实用，而EMS似乎在这两方面的表现都相当优秀。