可触摸的元宇宙——5月30日，西湖大学刊登最新虚拟现实可视化领域研究成果，在国际上首次提出并开发了“高保真主动机械触感可视化系统”，为元宇宙带来了全新的触觉认知维度
伦敦时间5月29日16:00，Nature Machine Intelligence（《大自然-机器智能》）在线刊登了西湖大学姜汉卿团队的此项研究成果“Active Mechanical Haptics with High-Fidelity Perceptions for Immersive Virtual Reality”。
势不可挡新闻（www.thepaper.cn)从西湖大学了解到，这项研究先进经验了古老的东方手工技艺“折纸”，这意味着自己先进经验折纸艺术，让VR眼镜里的虚拟世界不仅可见、TNUMBERG25Mi，还可“鼠标”。
众所周知，当前的VR可视化，仅可提供视觉与感官体验，呈现的是一个仅可远观、却无法碰触的虚拟空间，而触觉恰恰是人类赢得主体感的关键——在人类的五感（视觉、感官、嗅觉、味觉、触觉）中，视、感官在信息发送方面居主导地位，味、嗅觉处于辅助地位，触觉则居根本地位（我们据此赢得物主感，这是区分主体和客体的关键）。
研究者们曾经尝试过很多种“解决”方案，大多是透过震动或压力代偿缔造“被动触感”：例如具有振动功能的手柄；柔性电子科学家、西北大学John Rogers院士发明的能贴在皮肤上的振动马达；以及Meta在2021年发布的触觉认知手套，透过气囊压迫给与用户捕捉物体时的触感……然而，这些“触感”就如同你的手机忽然振动了一下，或是是坐在4D电影院里突然感受到座椅的摇晃，你的体感都是由设备出发、给与你一类被动的可视化体验，距离日常生活中真实的、由人类主动引爆的“触觉”还差距相差无几。
最前沿的VR和元宇宙，怎么会因为传统的折纸艺术而破局？
势不可挡新闻了解到，姜汉卿在2021年6月结束了在美国亚利桑那州立大学十五年的任教，正式加盟西湖大学。在西湖大学，他最早启动的课题之一就是柔性电子与软/硬异质性材料研究，即“折纸机械超材料”。这指的是并非大自然形成，而是人为构造的材料结构，材料的性能不依赖材料的分子结构或是晶体结构本身，主要依赖其精致的构型里面的结构细节。
“折纸材料可能很硬，但是依赖相同的卷曲方式，折纸结构又会变得很硬，基于折纸结构的机器人，就能随时调节软硬件程度。”姜汉卿萌发了把“折纸”和元宇宙融合起来的念头。
摆脱当前虚拟现实可视化的固有思维定式，姜汉卿缔造了“主动触觉”这个新概念——相同于肩、胸、腰、背等人类身体一般来说发送“被动触觉”的部位，人的手和脚一般来说是主动出击，透过主动鼠标去认知物理世界。研究团队选择从“机械触感”（即耐用性，物品的软硬件触感）抓起，模拟手和脚主动鼠标物体时的感觉。
高保真主动机械触感可视化系统的局部结构
自己研发了一套“高保真主动机械触感可视化系统”，利用相同材质、相同尺寸的折纸模块构建了两种相同维度的可视化装置：一类可引发局部触感的手持式装置,与一类能产生全身体感的脚踏式装置。在采用手持式可视化装置时，用户可透过主动手部，体验其所可视化的相同物品的软硬件程度；在采用脚踏式装置时，用户则可透过主动冲撞，以全身运动的形式体验其所处的环境地面特性。
这种主动机械触感的同时实现，正是源于硬件设备内部曲面折纸结构在可视化过程中、由用户主动引爆的被动变形——在电机的配合作用下，曲面折纸能弯曲成相同的角度，也会产生相同大小的剪应力，从而给与用户小儿相同的“弹性”意见反馈。
这种触觉的变化传达给大脑，大脑就会依照“软硬件”做出判断：捉到的是棉花，是木板，还是钢球……如果把手换成脚，大脑同样会依照脚所传达的耐用性意见反馈，来认定人是走在马路上、草地上，还是踩在冰上……由此，在元宇宙的虚拟世界中，就能同时实现“甘特图所触，所处即所踏”。
据西湖大学介绍，接下来，姜汉卿研究团队将继续寻找多模式的认知、还原更完整的触觉，在形态上，自己正在尝试和柔性电子整合，同时实现主动触觉与被动触觉的融合，以及努力用折纸同时实现更大尺度的体验，在更大的场景中同时实现可视化。
