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虚拟步行系统可让您重新体验他人的旅程

由丰桥工业大学的北崎道哲教授,东京大学的雨宫友洋副教授和东京都大学的井上康史教授组成的研究小组开发了虚拟步行系统。该系统记录一个人的行走情况,然后通过振荡的光流和同步的脚部振动将其重播给另一个用户。心理实验证实,由振动的视觉流与脚的振动相结合所产生的自我运动,步行,腿部动作和临场感比随机定时振动或没有任何振动时要强。这些结果表明,振动的视觉场景和同步的脚部振动对于产生虚拟的步行感觉是有效的。虚拟步行系统可以重现向远方或有残疾的人行走的经验,这些障碍可能会阻止他们将来行走。这项研究已发表在英国开放获取期刊上2019年10月15日的i-Perception。

步行是健康成年人在日常生活中经常进行的自然动作。它涉及各种感觉,例如视觉,触觉,听觉和本体感觉,以及执行运动命令和动作。因此,开发能够再现步行感觉的虚拟现实系统将是挑战。

最近,为了解决上述问题,日本的一个研究团队开发了一种虚拟的步行系统,该系统专注于视觉和脚部振动,因为这些模式似乎很关键,并且是引起步行感觉的最小设置。拟议的记录系统使用一对立体声摄像机捕获步行者的振荡光流,并使用嵌入在他们鞋子中的四个麦克风来记录脚撞击地面的时间。拟议的系统包括一个头戴式显示器(HMD)和四个附着在脚跟和前额上的振动器。

进行了心理实验以测试虚拟步行系统。捕获的第一人称观看场景具有由步行者的头部运动和脚部振动在同步定时引起的图像振荡,从而极大地引起了自我运动,行走,腿部动作和临场感。视觉振动和脚部振动的同步呈现对于增强虚拟步行体验至关重要。这些结果证实脚上的脚步的触觉刺激对于增强虚拟的步行感觉是有效的。

丰桥工业大学的感性心理学家北崎道智教授说:“我们希望进一步开发虚拟现实系统,使人们能够在月球或海底等陌生的地方行走,并可能改善生活质量这项研究是实现这些目标的第一步。因此,我们旨在使用有限的方式(例如视觉和触觉)来创造虚拟的步行感觉。”

东京大学专门从事触觉研究的年轻虚拟现实研究员Tomohiro Amemiya副教授解释说:“脚底的触觉会引起伪步行感。本研究证明了这一点的心理证据。此外,在《心理学》杂志上发表的另一篇论文中,我们发现,当接近的声音位于身体附近时,由步行振动作用于脚掌构成的类似节奏模式有助于触觉处理。研究结果表明,在没有身体动作的情况下,通过刺激脚底可以扩大人际空间的表达,这可能会自动驱动大脑中的运动程序进行步行,从而导致围绕身体的空间认知发生变化。”

东京都大学虚拟现实专家研究员Yasushi Ikei教授说:“在进行一系列相关研究期间,我们正在开发全面的超存在虚拟再体验系统。例如,获得最佳VR的FiveStar VR在ACM SIGGRAPH Asia 2018上获得/ AR技术奖),代表视觉,前庭觉,本体感觉,气味,气流,声音和触觉,以重新体验他人的体验。重新体验系统可以扩展我们的经验并有助于技能转移并改善所有人的生活质量。”

通过这种方式,虚拟步行系统可以扩展我们的经验并改善可能有未来步行障碍的人们的生活质量。