马里兰大学团队为XR研发利用水压的触觉反馈系统
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利用水压而不是机械装置来提供力反馈
（映维网Nweon 2024年12月10日）马里兰大学团队为XR研发的全新触觉系统利用水压而不是机械装置来提供力反馈。
XR业界正在积极探索一系列不同的力反馈方案。与大多数采用机械装置的方法不同，马里兰大学团队提出通过控制水射流来实现逼真的触觉体验。
从模仿轻柔触摸的微妙感觉到针头注射的尖锐刺感，所提出的装置提供了广泛的触觉体验。用户测试表明，名为JetUnit的系统成功地在虚拟现实环境中创造了多样化的触觉体验，而且被试报告了更高的真实感和参与感。
与其他可用的触觉技术相比，系统可以根据水压的变化产生不同寻常的大范围力。关键是一层由腈制成的薄水密膜（与无菌手套所用的合成橡胶相同），通过附着在一个紧凑的、独立的腔室，这可以有效地将水与使用者隔离开来。
团队解释道，由于水作为不可压缩流体的能量传递效率高，所以他们决定尝试使用含水射流。不过，保持用户干燥是一个挑战，并且是系统开发时的一个重要工作重点。
具体来说，定制设计的腔室单元将水直接推进到薄膜，薄膜将触觉传递到使用者的皮肤。膜安全地密封在腔室的开口，确保水依然包含其中。然而，这种设计有降低水流强度的风险，这是由于水在腔室的积聚和随后引入的湍流。为了解决这个问题，团队在腔室设计中实施了四项措施。
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将腔室的出口接到回收泵，以促进有效的排水。
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在膜密封区域附近增加一个带侧开口的环形通道。这种设计允许水从膜周围的腔室快速排出到腔室的出口。
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采用一个比水链的横截面稍大的薄保护套。这个套筒安置在水链周围，有效地将水链与腔室内的湍流隔离开来。
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优化内外气压平衡。这是通过合并一个止回阀和两个聚四氟乙烯胶粘片来实现。
所述机制结合在一起大大减少了水积聚对水流强度的影响。目前，JetUnit原型可以实现16至442 kPa的皮肤接触压力范围和10 FPS的最大频率。另外，被试报告了更高的真实感和参与感。
相关论文：JetUnit: Rendering Diverse Force Feedback in Virtual Reality Using Water Jets
展望未来，研究人员设想通过多级水温控制整合热反馈，并将JetUnit扩展成一个全身触觉系统。
