還在找合適的AR或VR 交互方式嗎?Claw 或許可以值得期待

原標題：還在找合適的AR或VR 交互方式嗎?Claw 或許可以值得期待

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阿K醬

大嘎好，我是愛唱K的阿K醬

虛擬現實賦予了人們新奇的體驗，雖然視聽的真實震撼令人身臨其境，但它仍然是一個缺少觸感的世界。令人慾罷不能的「擼貓」讓多少大好青年心甘情願的淪為鏟屎官，很大程度上就是因為這團毛茸茸帶來的讓人身心愉悅的絕妙觸感。為了將高度逼真的虛擬世界賦予「觸」手可及的感覺，研究人員一直在努力著。

最近微軟就推出了一支可以打破次元壁，從現實抓住虛擬的「爪子」，被David Parisi教授稱為「不可思議而又前途無量的果實」

其實在CLAW之前就已經有了幾種增強虛擬觸覺的解決方案，例如外骨骼觸覺裝置與指尖觸覺模式，這些在我們之前的文章中有過一些介紹。

醬發現 |觸覺反饋，摸得到的虛擬世界

想要一個摸得著的虛擬女友？除了AR、VR，你還需這手套！

外骨骼手套可以將各種力反饋到每一個指尖，讓整隻手好像實實在在的抓住了虛擬物體，然而手套穿戴的麻煩和成本的高昂限制了它的商業用途。指尖觸覺設備比外骨骼輕巧並可以呈現各種觸感，但因為缺少機械連接，因此無法對手指產生阻力來模擬抓握的手感。

CLAW則將這二者進行了完美的融合，而且不同的是，CLAW僅將受力反饋到食指而不是整個手掌上，這大大降低了長時間使用設備後的手部疲勞

爪子結構

不同於其他套在整隻手上的觸覺設備，CLAW是手持式的，用戶可以用中指、環指、小指抓住把手來固定claw。拇指可以放在控制器左側的拇指感應區域或者乾脆也握在手柄上（這關係到CLAW觸摸模式的更改）。

CLAW具有用於檢測拇指位置的感測器以及多個輸入按鈕。在「爪子」的五指中，最重要的當屬食指。用戶將食指放入機械臂末端的開口處，食指指尖下方是音圈致動器（VCA）模擬物體表面的紋理質感，例如當手拂過VR中的木頭時，手指彷彿真真切切的摸到了木頭表面的紋路。緊靠食指上方的力感測器感測食指觸摸、抓握、觸發的力道大小，被包裹住的食指變成了人與虛擬交互的窗口。力感測器上額外的旋轉鉸鏈成全了CLAW如扣動扳機般的觸發機制。

手柄底部安裝的HTC Vive追蹤器，可以在VR場景中實現6自由度IMU的追蹤。最後，以上部件數據分析得到的運動學反饋即力的感覺、致動以及位移都是通過長度可調的旋轉臂（下方CLAW觸覺模式圖綠色部分）來實現，在抓握和觸摸虛擬物體時對食指施加阻力，讓使用者感受到虛擬物體的輪廓或是擠壓鬆軟的東西的手感，不至於在VR場景中發生手與物體重疊在一起的BUG。

爪子的觸覺模式

• 觸摸模式（左上）：當用戶收起拇指休息時，控制器處於默認的「觸摸模式」
• 抓取模式（右上）：當拇指接近紅色感測器與食指對齊時，控制器轉換到「抓取模式」
• 射擊模式（中下）：當用戶抓住「槍」時，旋轉臂（綠色）會自動旋轉到位，變形為槍支形態，手指模塊（粉紅色）即為扳機，對於FPS玩家真是貼心之舉。

有了這麼齊全的反饋設施，那麼CLAW究竟是怎麼精確抓住那些虛擬物體的呢？

握住CLAW的指尖可以發出綠色光線，當然這束光線用戶是看不見的，通過檢查食指、拇指指尖發出的光線與虛擬物體是否相交來判斷。如果這兩條光線都與一個小公差緩衝區（1厘米）內的相同物體相交，那麼我們的「爪子」就成功抓到了虛擬物體。抓住物體後，通過CLAW進行剛度渲染。我們的觸覺在控制器上會呈現類似的彈簧行為，因此我們可以模擬不同的材料（木材、金屬）或軟物體（黏土、橡膠球、海綿）。在閉環力控制系統下，CLAW能夠產生高達30N的抓力和高達10N /度（5.73N / mm）的剛度。

限制和未來

適用於VR場景的CLAW，同樣可以輕鬆地用於AR，手持式無線CLAW將允許用戶同真實世界中的虛擬對象交互。但是想要達到這種運用程度還需要進行一些改進。例如CLAW尚未配備無線功能，外接線路束縛住了在VR中探索的自由。而且目前的CLAW只有右手版本，若能用兩個CLAW模擬雙手在VR世界中探索相信會更有趣。

總而言之，虛擬與現實世界之間的距離正在縮小，CLAW使得虛擬世界不光可以看得見，還可以摸得著，虛擬現實不再「觸」不可及。

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