虚拟现实(VR)与数据手套的研究

    随着虚拟现实技术在各个领域的广泛应用,数据手套的研制和应用也不断深入。例如,美国宇航局的Ames实验室将数据手套工程化,使其成为可用性较高的产品,在约翰逊空间中心完成空间站操纵的实时仿真。美国Boneing公司制造了一架虚拟飞机,运用数据手套进行控制,从而观察设计结果,考察性能指标。NEC公司开发的虚拟现实系统,操作者通过使用数据手套可以处理三维CAD中的形体模型。国内的研究也取得了一批成果。

    目前数据手套研究领域中仍存在着许多没有解决的理论问题和尚未克服的技术难点,需要人们去探索和寻找解决之道。今后研究的重点主要有以下几方面:

    (1)研制开发能够满足数据手套实用性要求的新型传感器

    传感器技术是数据手套系统中的核心和关键技术,数据手套的交互能力直接取决于传感器的性能。目前尽管已经出现了多种数据手套专用传感器,但还不能真正满足数据手套的实用性要求。因此采用新技术、新材料、新结构,研制出精度高、体积小、成本低、不易损坏、易于更换的高性能传感器,是数据手套能否进一步商品化、实用化的关键。

    (2)研制技术成熟、性能可靠的力反馈装置

    手指力反馈装置的研究对数据手套的应用意义重大。具有力反馈功能的数据手套不但可以使用户以较自然的方式将自己的手部动作传递给虚拟环境,实现对虚拟环境的操作,也可以使用户利用触觉和力觉反馈信息,得到真实的“沉浸感”,尤其对机器人技术力反馈是至关重要的。目前这种数据手套不多,技术不够成熟,需进一步提高性能,降低价格,增强实用性。

    (3)硬件接口及软件环境的深入开发

    进一步开发各种数据手套通用的接口及专用软件,使其具备良好的可移植性、可扩充性,方便以后用户系统的更新升级。

    (4)进一步提高设计工艺要求

    在数据手套及其部件的选材、设计组装等方面下功夫,既要佩戴方便舒适,又要易于组装维护,进一步提高整体性能。