利用虛擬實境重現重量的感覺

 

刊登日期:2017/7/26
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廣島大學的栗田雄一(http://www.bsys.hiroshima-u.ac.jp/~kurita/index.html)研究團隊開發以電力刺激使手腕肌肉收縮,重現拿物品「重量」感覺的虛擬實境(VR)系統。隨著電壓變化改變影像控制震動,賦予手腕重量的感覺。將應用於手部無法自主運動的身障患者的復健。

新開發的系統是將電極植入手腕內側,藉以刺激肌肉,重現拿物品時手肘關節的伸縮動作。可以看到邊長10公分的立方體下落至張開手掌的虛擬影像,配合影像,當手碰觸到立方體瞬間,震動器震動手掌。

對10位健康男性進行實驗。右手掌張開,手肘呈直角彎曲,對手腕施予40〜42伏特,三種不同的電力刺激。接著,對左手施予與右手感覺相同的力,由左手手掌的感測器量測此力的強度。

進行統計學分析時,發現右腕外加電壓上升時,左手的力亦增加。除了電力刺激外,另以①看見影像、②以震動器震動手掌、③同時賦予影像與震動,在不同條件下進行實驗。由實驗結果得知,相較於只有電力刺激,配合影像時,感覺的力平均上升35%、22%、55%。顯示,搭配影像可以增加人體對「重量」的感覺。

研究團隊另對「刺激」下功夫,利用小型的機器可以感測大的力。傳統上,手腕復健時所使用的設備體積都很大,即使電力刺激的設備體積小,在整體復健操作也難以發揮。新系統組合數個刺激設備,成功克服設備小型化、增大「力」,兩項傳統上難以兼具的難題。

研究團隊目前針對不同人的身體肌肉狀況,給予相同刺激條件時,探討因人而異的反應。在系統普及化應用前,還將進一步確定安全性與控制方法。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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