現(xiàn)階段，市場上有很多通過模擬身體感覺讓虛擬世界更加真實(shí)的設(shè)備，比如說全身套裝、手套、機(jī)械手和外骨骼等等。這些產(chǎn)品能夠模擬感覺，但不能創(chuàng)造出諸如墻和門這類空間結(jié)構(gòu)的真實(shí)效果。隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)越來越普及，能夠直接“穿過”墻壁并不是什么創(chuàng)新想法，相反，它將會(huì)在很大程度上限制用戶體驗(yàn)。

　　那么，問題就來了。我們究竟應(yīng)該如何設(shè)計(jì)出虛擬墻壁這樣一種物理障礙呢?不僅能摸能推，還不需要使用笨拙的機(jī)械硬件作為輔助。

　　專門研究人機(jī)交互的PedroLopes認(rèn)為，這個(gè)問題的答案就隱藏在我們的皮膚下面。他與來自德國波茨坦哈索·普拉特納研究所的PatrickBaudisch、SijingYou、Lung-PanCheng和SebastianMarwecki聯(lián)手研發(fā)了一款簡單的可穿戴設(shè)備，利用電子肌肉刺激(即ElectricalMuscleStimulation，簡稱EMS)來直接向用戶的肌肉傳送感覺，與物理治療中使用的刺激方法比較類似。

　　他介紹說：“我們對這方面著實(shí)很感興趣，希望能夠利用大家認(rèn)為不可能的方式，也就是這種虛擬墻壁的方式，來模擬出真實(shí)的身體感覺。”

　　Lopes和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們能夠利用體驗(yàn)者自己的肌肉來創(chuàng)造出一種真實(shí)的受阻的感覺。具體來說，就是通過觸動(dòng)他們的反向肌肉群組，來產(chǎn)生一種碰到真實(shí)物體受到的反作用力或者阻力的感覺。同理，他們還能夠通過把小型可穿戴設(shè)備與固定在皮膚上的電極連接起來，讓用戶體驗(yàn)到在虛擬現(xiàn)實(shí)中“托著”大型方塊或者用力按住一個(gè)虛擬按鈕的感覺。

　　Lopes團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這套可穿戴裝置包含有8個(gè)電極，分別固定在左右兩邊的前臂、肱二頭肌、肱三頭肌和肩膀上。這8個(gè)電極需要與醫(yī)學(xué)專用的八電流通道肌肉刺激器連接到一起，而這些刺激器則是受虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器控制的。整個(gè)裝置十分緊湊小巧，可以直接背在身上，完美體現(xiàn)了Lopes的研究目的。不過，Lopes表示，他本人并不是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者，希望將來能夠進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并且計(jì)劃進(jìn)行商業(yè)推廣。

　　一款能夠模擬出物理結(jié)構(gòu)效果的可穿戴設(shè)備，能夠讓用戶以一種更加真實(shí)的方式來探索虛擬世界。與以往在游戲中用手指簡單通過虛擬墻壁的感覺不同，這款設(shè)備能夠讓你的整個(gè)身體都感覺到碰到墻壁產(chǎn)生的那種真實(shí)阻力。更夸張的是，如果你愿意嘗試含有一些危險(xiǎn)因素的虛擬體驗(yàn)，那設(shè)計(jì)師們還可能會(huì)讓電極“噴火”，讓你感受到手指被大力推開的真實(shí)感覺。

　　Lopes解釋說：“這款產(chǎn)品最大的發(fā)展?jié)撃?，就在于它能夠利用最少的硬件來提供最真的體驗(yàn)。整套裝備就只是幾個(gè)固定在手臂上的電極，不需要外骨骼這類大型設(shè)備。你只需要打開電極，就能立即體驗(yàn)到虛擬墻壁帶來的阻力，感受到虛擬按鈕和方塊的重量。”

　　說實(shí)話，這項(xiàng)技術(shù)本身并不新鮮，因?yàn)殡娮蛹∪獯碳び糜谖锢碇委熀土α坑?xùn)練已經(jīng)有幾十年的歷史了。除了這款可穿戴設(shè)備，Lopes還負(fù)責(zé)過其他一些科研項(xiàng)目。其中包括讓振動(dòng)深入到用戶身體中去，讓他們在虛擬世界中體驗(yàn)真實(shí)的感覺;還包括一個(gè)藝術(shù)項(xiàng)目，在這個(gè)項(xiàng)目中，刺激產(chǎn)生的力量會(huì)強(qiáng)迫用戶不停地?fù)u動(dòng)機(jī)器杠桿。其實(shí)，Lopes早在三年前就研究過如何在虛擬現(xiàn)實(shí)中模擬墻壁阻力，但并沒有取得什么成果。當(dāng)時(shí)他發(fā)現(xiàn)，不管電子肌肉刺激的時(shí)間是長還是短，收獲的效果都比較小，因?yàn)槿藗円呀?jīng)習(xí)慣了那種振動(dòng)。但在這一次的研究項(xiàng)目中，Lopes發(fā)現(xiàn)刺激突發(fā)的時(shí)間越短，產(chǎn)生的效果越好。

　　為了測試用戶最為真實(shí)的感受，Lopes讓體驗(yàn)者在虛擬房間中嘗試去推不同的“墻壁”，并且詢問他們每一次推完之后的感受。他總結(jié)說：“我們發(fā)現(xiàn)，如果讓體驗(yàn)者感受短短300毫秒的脈沖，那他們雖然不知道阻力來自哪個(gè)方向，但是身上的肌肉會(huì)做出反應(yīng)。因?yàn)樵谌绱硕虝旱臅r(shí)間里，他們根本沒有時(shí)間去理性思考，所做出的都是最為真實(shí)的反應(yīng)。”

　　除了Lopes團(tuán)隊(duì)，研究電子肌肉刺激的機(jī)構(gòu)還有很多。比如說，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)TreeSense就利用電子肌肉刺激，來讓用戶體驗(yàn)當(dāng)一棵大樹的感覺。再比如說，英國公司Teslasuit研發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)全身觸控體驗(yàn)套件，也使用了電子肌肉刺激。但是Lopes指出，任何利用手套為載體的技術(shù)，或者是依靠機(jī)械零件的技術(shù)，其實(shí)都會(huì)抑制用戶的真實(shí)感覺。

　　舉個(gè)例子，有些手套雖然內(nèi)置有能夠觸動(dòng)手指的電機(jī)，聽上去很炫酷，但其實(shí)戴上手套之后用戶就無法抓拿物體了，更別說感受到來自墻壁的真實(shí)阻力。因此，Lopes認(rèn)為將電極固定在手臂上，能夠讓虛擬體驗(yàn)更加逼真。