VR riktar in munnen genom ultraljudssystem

Forskare introducerade ett annat sätt att förbättra den virtuella verklighetsupplevelsen. Använder en enhet ansluten till botten av headsetet används luftburna ultraljudsvågor för att skicka förnimmelser på läppar, tänder och tunga för att ge användare ett sätt att ta emot taktil feedback i VR-världen. 

Denna system utvecklades av forskare vid Carnegie Mellon University. Men varför munnen? Detta beror på att läpparna är mycket känsliga. I själva verket är det bara andra efter fingertopparna i nervtäthet. Som sådan finns det en stor möjlighet att lägga till haptiska effekter. 

Föga överraskande hade munnen varit ett mål för att förbättra VR-upplevelsen på grund av dess känslighet. Men det hade varit en utmaning för forskare att utveckla ett praktiskt system för att återge haptiska effekter på det, sa Vivian Shen (doktorand vid Robotics Institute). Naturligtvis gillar VR-användare inte att täcka för munnen, särskilt eftersom vissa enheter kan vara skrymmande. Ett försök att engagera munnen i VR-upplevelsen är att använda en liten robotarm som kan dra en fjäder över läpparna eller spraya vatten på dem. Det är dock inte praktiskt för omfattande användning.

Samtidigt erbjuder ultraljudsvågor som kan färdas i luften inom korta avstånd en lovande lösning för att leverera haptiska effekter till munnen. Ultraljudsvågor skapar förnimmelser när de fokuseras på ett litet område som munnen. Detta görs genom användning av flera givare eller ultraljudsgenererande moduler. Punkterna med toppamplitud är riktade mot läpparna, tänderna och tungan. Specifikt är CMU-enheten en halvmåneformad array med 64 givare. Denna array är fäst på botten av VR-glasögonen så att den placeras över munnen för enklare sändning av förnimmelser. 

Systemet utvecklades av Shen, Craig Shultz, en postdoktor vid Human-Computer Interaction Institute (HCII), och Chris Harrison, docent i HCII och chef för Future Interfaces Group (FIG) Lab. Forskningen vann priset för bästa papper vid Association for Computing Machinery's Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI 2022). 

Shen sa att det gör upplevelsen mer uppslukande för användarna. De haptiska effekterna synkroniseras med de visuella bilderna i VR-upplevelsen. Förnimmelserna är dock begränsade endast till händer och mun. Det kunde inte kännas, till exempel, i underarmarna och bålen eftersom dessa delar saknar tillräckliga nervmekanoreceptorer som behövs för att känna det, sa Shen. 

En mängd olika effekter utvärderades av 16 frivilliga som generellt rapporterade en förbättrad VR-upplevelse på grund av munhaptik. Det verkar dock som att inte alla effekter är användbara eller lika kraftfulla. Regndroppar från ett öppet fönster och känsla av insekter som går på läpparna är bland de mest framgångsrika effekterna. Andra var dock inte lika kraftfulla. Till exempel är känslan av spindelväv i ansiktet inte lika stark eftersom användare tenderar att förvänta sig att känna dem med andra delar av kroppen också. På samma sätt var effekten av att dricka från en vattenfontän lite desorienterande eftersom användaren känner vattnet, men det är inte blött, sa Shen.