对抗眩晕!蚁视推出触觉反馈抗晕动症头带并计划将技术开源

2018-12-07 15:57:43   来源:新浪VR

  自从2012年,最近一次VR浪潮兴起以来,人类又一次回想起了被眩晕症支配的恐惧。人类文明的发展,伴随着一次次对抗眩晕症的胜利:

  人之所以感到眩晕,其实内在原理是一样的。都是因为人体接受到了错误的(不真实的)视觉信息,而与前庭感官信号不匹配,从而让大脑误以为人体处在“不安全”的状态。自然环境下,这种状态要么是“中毒”,要么是出现了“大脑损伤”,这时人体会启动自我保护机制,通过眩晕感让人“立刻停止不安全的行为”,并启动催吐反射“将有毒的食物吐出来”。

  为了让人体“相信”自己处在“安全”的状态,仅仅视觉画面是不够的,还需要提供相对应的前庭信号刺激。提到这个领域,赛博朋克脑机接口的画风就呼之欲出了,脑后神经插管?脑皮层植入芯片?差不多!科学家在《Nature》上发表的文章(Aoyama, Nature, 2014),证实通过GVS技术——电击信号刺激前庭神经(耳后表皮电刺激),可以产生虚假的前庭信号(与视觉画面同步匹配),从而“欺骗”大脑,让其不发出“眩晕指令”。 

然鹅。。。

  但是并没有人会因为玩游戏而甘愿接受持续电击。哪怕是很轻微的电刺激,对神经系统的长期影响。。。对皮肤的致敏作用。。。毋庸置疑:GVS方案有效,但无法商业化,不可能用于消费级VR设备。

  现阶段,VR行业一直在尝试解决眩晕问题 。业界的共识是采用运动追踪+瞬移,可以有效避免VR眩晕症的产生。 

  因此,目前大部分VR游戏都采用运动追踪+瞬移的方式,实现游戏世界中的6自由度运动。这一类游戏,基本上不晕,我们把它归类为0级眩晕度。但是! 运动追踪+瞬移,与我们所熟识的三大主流游戏“车枪球”格格不入。

  通过对各类主流游戏移动机制和核心交互的分析和归类,我们看到,真正受到玩家热捧的传统三大类游戏“车枪球” ,都需要玩家在巨大的游戏世界中连续运动,如果做成VR,其眩晕等级都高于1级,对大部分玩家来说,都会产生明显的不适感。 

  传统大作移植到VR,面临两难的选择:如果改为瞬移,虽然不晕,但严重影响游戏连贯性和故事性,也会降低沉浸感;如果加入连续平移运动,则会带来用户的怨声载道。

  在游戏中的运动必须是连续运动而不能是瞬移,这就意味着必须要正面克服晕动症,让用户在2级甚至3级眩晕环境中,仍然可以长时间舒适使用。

  事实上,人类的运动感知不光由前庭神经和视觉参与,还涉及到触觉和听觉。按照权重由高到低排序,由动觉、视觉、触觉、听觉四种感觉协调完成。

  * 触觉也会参与运动感知,例如,当你在运动时,身体的震动,车座的推背感,迎面而来的风拂面感,都有助于人体感知运动。鱼类在水下感知运动,主要是通过触觉来完成的。

  * 听觉也轻微参与运动感知,如声源方向发生变化,声音的多普勒效应,都可以帮助人们进行运动判断。蝙蝠的运动,主要就是靠听觉来判断的。

  科学家发现人脑的麦格克效应(McGurk effect)(Harry McGurk, Nature, 1976),在视觉和听觉的协同中,听觉会过多的受到视觉的影响,从而产生误听的现象。

  在运动感知机制下,也是人的多种感官协同工作。

  我们假设,通过增强其中一个旁路,比如触觉信号,可以产生信号混淆,从而欺骗大脑,让它相信人体处于正常的运动状态,从而不启动眩晕机制。

触觉反馈!?

  至此,蚁视另辟蹊径地提出一种非侵入式的防眩晕思路——旁路触觉反馈增强(蚁视专利,2016)

  经过近两个月100人次以上的对比实验,初步证实,蚁视触觉反馈技术,可以有效抑制眩晕感的产生,显著增强用户耐受VR环境的能力。

  对于绝大多数受试者,这种抑制眩晕的效果,第一次使用就有效,并且随着次数增加,会产生更加显著的效果。

  长期使用,它可以帮助玩家建立起新的神经连接和条件反射,就像学会骑自行车一样,学会这项终身受益的抗眩晕技能。

  为了尽快地广泛测试和普及这个技术方案,蚁视设计出了下面原理验证装置——触觉反馈抗晕动症头带(AMS-HFS),并决定将其完全开源。

AMS-HFS开发套件的技术参数:

  AMS-HFS开发套件的技术参数:

  • SDK广泛支持主流游戏引擎(Unity,虚幻等);

  • 六通道调频PWM算法控制振子电机产生触觉反馈;

  • USB接口兼容绝大部分主流VR设备(PC端、移动端、一体机);

  • 同时支持显示器、电视、VR场景下的防眩晕和游戏体验增强(指向性震动);

  • 完全适配主流游戏类型,突破游戏大作VR移植障碍;

  • 技术完全开源,便于各软硬件厂商进行技术集成。

  据了解,近期蚁视将进行开发套件1.0的第一次试产,预计将有100台左右的工程机在12月底左右完成,将免费送给圈内朋友们进行体验和评估。同时,蚁视还计划成立一个开源组织——AMS,致力于推广各种防眩晕技术。

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