Extensive research has been done in haptic feedback for texture simulation in virtual reality (VR). However, it is challenging to modify the perceived tactile texture of existing physical objects which usually serve as anchors for virtual objects in mixed reality (MR). In this paper, we present ViboPneumo, a finger-worn haptic device that uses vibratory-pneumatic feedback to modulate (i.e., increase and decrease) the perceived roughness of the material surface contacted by the user's fingerpad while supporting the perceived sensation of other haptic properties (e.g., temperature or stickiness) in MR. Our device includes a silicone-based pneumatic actuator that can lift the user's fingerpad on the physical surface to reduce the contact area for roughness decreasing, and an on-finger vibrator for roughness increasing. Our user-perception experimental results showed that the participants could perceive changes in roughness, both increasing and decreasing, compared to the original material surface. We also observed the overlapping roughness ratings among certain haptic stimuli (i.e., vibrotactile and pneumatic) and the originally perceived roughness of some materials without any haptic feedback. This suggests the potential to alter the perceived texture of one type of material to another in terms of roughness (e.g., modifying the perceived texture of ceramics as glass). Lastly, a user study of MR experience showed that ViboPneumo could significantly improve the MR user experience, particularly for visual-haptic matching, compared to the condition of a bare finger. We also demonstrated a few application scenarios for ViboPneumo.


翻译:在虚拟现实(VR)中,针对纹理模拟的触觉反馈已开展大量研究。然而,在混合现实(MR)中,如何改变通常作为虚拟物体锚点的现有物理物体的感知触觉纹理仍具挑战性。本文提出ViboPneumo——一种指戴式触觉设备,通过振动-气动反馈调节(即增强和减弱)用户指垫接触材料表面的感知粗糙度,同时保留MR中其他触觉属性(如温度或粘滞感)的感知。该设备包含一个硅胶气动执行器,可抬起用户指垫以减小物理表面接触面积从而降低粗糙度,以及一个指部振动器用于增强粗糙度。用户感知实验结果表明,参与者能够感知到相较原始材料表面粗糙度的增强与减弱。我们还观察到,某些触觉刺激(如振动触觉和气动刺激)的粗糙度评分与无触觉反馈时某些材料的原始感知粗糙度存在重叠。这表明在粗糙度维度上,存在将一种材料的感知纹理改变为另一种材料的可能性(例如将陶瓷的感知纹理修改为玻璃)。最后,MR体验用户研究表明,ViboPneumo能显著提升MR用户体验,尤其在视觉-触觉匹配方面,显著优于裸指条件。我们还展示了ViboPneumo的若干应用场景。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:35
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员