MIT研发智能地毯，可实现VR自然移动机制交互体验

小编广东客 | 分类：论文 | 发布日期 2023年4月12日

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研究人员表示，它对任务负荷、晕动症或游戏体验没有负面影响，优于现有的VR移动机制

（映维网Nweon 2023年04月12日）移动机制旨在帮助用户在虚拟现实环境中穿行，并且是所有VR应用的核心设计功能之一。若你要允许用户进入一个明显大于实际物理空间的虚拟世界，提供舒适的移动机制至关重要。所以，移动机制是VR备受关注的一个研究领域。

韩国光州科学技术院和麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的研究人员提出了一种基于双脚的“无缝行走”移动机制，并表示它可以提供自然舒适的移动体验。这一切只需名为智能地毯的传感器，而无需笨重的全向跑步机或身体姿势视频录制。

麻省理工学院官方的智能地毯，但不是韩国光州科学技术院研究的实物图示

对于麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室提出的智能地毯，这种新型触觉传感器仅使用触觉传感器估计人体3D姿势，无需使用摄像头。

用户只需走上地毯，执行动作，然后团队的深度神经网络就可以只利用触觉信息来进行推断确定你的人体3D姿势。

麻省理工学院指出，这种智能地毯本身是低成本和可扩展的，由商用压敏薄膜和导线制成。它包含9千多个传感器，跨度为36英尺乘2英尺。（大多数客厅地毯尺寸为8乘10和9乘12）。

地毯的每个传感器通过人体的物理接触来将压力转换为电信号。模型将从视觉数据中提取的姿势作为ground truth，使用触觉数据作为输入，并最终输出3D人体姿势。

例如，你只需在地毯做一组俯卧撑，无需摄像头的系统就能单纯根据压力信息推断生成你做俯卧撑的图像或视频。

当然，这个模型只是在预测一个人的姿势，但误差幅度小于10厘米。对于特定动作的分类，系统在97%的时间内都是准确的。

基于麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的研究，韩国光州科学技术院将其应用于VR，并通过人工智能的力量将实现优化的移动机制。

韩国光州科学技术院的研究人员表示：“当我们开始与麻省理工学院合作时，他们推出了一种名为‘智能地毯’的有趣传感器。在我们看来，这是一个巨大的机会，又是一个重大的挑战，因为它尚没有开发用于任何特定的应用。所以，我们想用这种传感器和我们的人工智能技术开展有趣实用的研究。”

所以，团队决定开发一种搭载‘智能地毯’传感器的VR游戏控制器。

韩国光州科学技术院研究的示意图

韩国光州科学技术院研究的“无缝行走”移动机制如下：智能地毯通过电阻变化测量施加的压力，实时捕获用户移动时的高分辨率足部压力印记。然后，足迹信息输入到一个机器学习模型中，而后者将使用一种名为K-means clustering的技术提取强压力点。

在这种方法中，压力点分为两个cluster，分别对应于用户的左脚和右脚。然后，从cluster中提取用户的身体方向和脚部间隔，以估计角度和移动速度。简单来说，正如上面关于智能地毯的介绍，用户只需在地毯上行走移动，基于人工智能的系统就可以推断出你的3D人体姿势，并将相关的行走速度、身体朝向、双脚站位等信息映射至VR之中。

与笨重的VR跑步机相比，韩国光州科学技术院的“无缝行走”具有模块化结构特点，而且能够进一步解放用户束缚。

研究人员在一款3D虚拟世界探索游戏中使用“无缝行走”对80人进行了测试。实验表明，所述系统能够保证身临其境且自然舒适的体验。同时，它对任务负荷、晕动症或游戏体验没有负面影响，优于现有的VR移动机制。