如何在虚拟现实世界中拥有身体感知的功能

2020-05-06 21:05

未来,我们会像生活在现实世界中一样生活在虚拟世界中。techradar上Becca Caddy的一篇文章探讨了如何让人的身体进入虚拟现实的问题。现在的高端头显都配有手柄控制器,Google Daydream也有自己的定制体感游戏手柄,可以在游戏时以震动来给出操作反馈。Tesla Suit和Hardlight VR等公司研发了全身触感套装,在我们探索虚拟世界时,这种套装可以在我们身体的特定区域给予触觉反馈,还可以获得冷和热的温度感知。

不过这种触觉反馈技术要变得大众化还有很长一段路,光凭触觉套装也不能直接让人获得真实的虚拟体验。关于要如何让人认为自己的身体真的进入了虚拟世界的研究目前被称为——虚拟性具身(virtual embodiment),即指在虚拟世界中拥有身体感知。

这是一个复杂而且少有人涉足过的新研究领域,但是其关注使用一系列的具体技术:虚拟呈现、虚拟化身、故事叙述、触觉以及其他微妙的视觉、听觉和感官线索来让你感觉像自己的思维进入了另一个物体,或许是你的虚拟化身、或者其他的虚拟事物。虚拟性具身或许是一个全新的研究领域,但是其建立已经进行十几年的科学家对人类思维与身体之间关系的研究基础上。

其中一个例子是 “橡胶手错觉”。这个实验基本上证明了在合适的刺激下人们会把橡胶手当做自己的双手。类似的橡胶手错觉研究也已经在VR中开展,2010年的一项研究表明,通过将触觉、视觉和运动之间的感觉同步起来,人们可能相信虚拟手臂是自己身体的一部分。

类似的研究专注于用虚拟化身来对患者进行康复治疗和视觉治疗。研究表明,我们会认为虚拟身体和真实身体一样重要,例如,如果你有一个肥胖的虚拟化身,你会感到自卑和抑郁。如果你有一个纤细苗条的化身形象,你日常生活会更加注意饮食和锻炼。

具身最基本和最经典的定义是结构耦合。你与特定形式的结构建立起联系,例如一个身体。你在现实生活中移动肢体,而虚拟肢体能够模仿你的行动。就这样,你在虚拟现实中具身化了。例如,你在现实世界中用双手移动控制器,虚拟世界中就呈现出你移动你的双手。接下来,是历史性具身,也就是说虚拟世界中有历史,它会记得你之前做过的事情。坎贝尔举例说,你在VR里所涂画的东西,在一天、一周、一年后它仍然会存在那里。

坎贝尔说:“社交具身是指你与VR中的真实的或人工的物体进行交互。这些交互的行为很逼真,这样你会相信你能与虚拟世界中的物体进行接触。”为什么具身研究如此重要?坎贝尔解释说:“虚拟环境中人或者代理越具身,他们感知环境和与环境交互的能力就越重要。”

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坎贝尔主要关注娱乐和教育环境中的社交合作。他说:“我正在研究在教育中使用遥在(telepresence)和虚拟现实,以及探索如何让身处爱尔兰的我给中国学生远程教学,采用Kinect这样的技术对我进行实时扫描,让我出现在中国的教室,同时通过一些投影机让我看到中国教室的情况。远程教学对老师来说会很有用。但是接下来的挑战是社交中的复杂性,比如面部表情。

尽管与他人交流听起来不像是虚拟性具身最为有趣的应用,但却是十分值得关注的问题。贝尔法斯特皇后大学的高级讲师加里·麦克康(Gary McKeown)博士表示:“这显然也是行业目标。收购Oculus的公司是Facebook并不是巧合,因为将虚拟现实的社交部分发挥其功效能使Facebook获得最大收益。”想象一下,能够远程控制机械,或者从数千公里之外处理家务,这将会对工作,通勤和社交产生巨大的影响。

这是坎贝尔特别感兴趣的一个领域,他正通过具身研究来协助远“遥在”或远程机器人,这正是VR和AR的应用领域。“我对远程专家(Remote Expert)十分着迷,这是由DAQRI发起的概念。这允许一个领域的专家以AR的方式远程出现在非专业人士旁边,帮助他执行复杂的任务。DAQRI希望把这项技术应用在医疗和工业领域,但你可以想象出更多的潜在应用。”

坎贝尔解释说,如果油管道意外破裂,而设计石油管道的工程师位于另一个国家,这时当地的工程师可以前往修理管道,设计工程师可以通过VR,AR或360度影像实时提供建议。如上所述,这项技术可以带来“临场感”(presence)。但具身研究的意义是确保体验更具沉浸感,更加逼真,以及更加真实,去提供不受技术所限制的帮助。


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