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讓空間計(jì)算觸手可及，VR手套何以點(diǎn)石成金？

來源：網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間：2024-11-12 16:54 作者：yyzl 訪問量：665 我要投稿

　　引言

　　如何讓一位母親與她去世的小女兒“重逢”?韓國MBC電視臺(tái)《I Met You》節(jié)目實(shí)現(xiàn)了一個(gè)“不可能”心愿。

　　在空曠的綠幕中，母親Jang Ji-sung透過VR頭顯，看到了三年前因白血病去世的女兒Nayeon。當(dāng)她伸出雙手，居然能摸到女兒的臉頰，還能拉起她的小手。在接下來的互動(dòng)中，Jang給女兒的生日蛋糕插上了蠟燭，與她一起慶祝生日。Jang說：“這可能就是真實(shí)的天堂。時(shí)間很短，但這是一段幸福的時(shí)光，我實(shí)現(xiàn)了一直想要的夢(mèng)想?！?

(圖1:韓國MBC電視臺(tái)《I Met You》片段)

　　科技不總是冰冷的，它不能讓人復(fù)活，但可以讓愛與希望永存。而在上述場景中，除了立大功的VR頭顯，能夠讓Jang“觸摸”女兒的魔法其實(shí)是一雙神奇的VR手套。

　　約翰·彼得斯認(rèn)為，如果沒有觸覺，任何真正的社會(huì)都不可能存續(xù)。如果說有了VR頭顯，你只能遙望元宇宙之門;那么有了VR手套，你才能親手叩響這扇大門。

　　VR手套，即能夠在虛擬世界實(shí)現(xiàn)“觸覺”的可穿戴設(shè)備，用戶借此可以體驗(yàn)抓取、移動(dòng)、觸摸等各種交互。例如在《頭號(hào)玩家》中，人們就是通過觸覺反饋VR手套，將一串代碼轉(zhuǎn)化為逼真的掌中之物。

　　目前，通過觸覺的人機(jī)交互方式正在悄然變革。一些領(lǐng)先的VR手套已經(jīng)能采集人體感知數(shù)據(jù)，1:1模擬復(fù)雜手術(shù)中每一個(gè)微操動(dòng)作。更神奇的是，它的材料甚至比蟬翼還薄，臟了還能直接扔洗衣機(jī)，即便經(jīng)歷百萬次高強(qiáng)度拉伸，性能依然穩(wěn)定。

　　那么，VR手套的發(fā)展如何?這項(xiàng)技術(shù)的潛力有多大?

　　01從笨拙到靈活，是時(shí)候扔掉手柄了

　　有句話說，“上帝給了我一雙手，但我卻用它來拿手柄?”

　　舉個(gè)例子，你如何在現(xiàn)實(shí)生活中打開一張地圖?直接拉開背包，翻看地圖。但當(dāng)你改用VR手柄操作，這套動(dòng)作就變成了：按下手柄側(cè)面的抓握鍵打開菜單;用另一個(gè)手柄上的光束瞄準(zhǔn)菜單里的地圖選項(xiàng);按下扳機(jī)鍵確認(rèn)選擇。

　　一個(gè)翻地圖的復(fù)雜操作，就能將普通用戶擋在虛擬世界的門外。如果我們徹底扔掉笨拙的“中介”呢?蘋果Vision Pro給出了答案——純裸手自然交互，用戶通過“手眼口”協(xié)調(diào)完成日常操作。

　　理論上，在Vision Pro時(shí)代，用戶無需直接控制信息的輸入，頭顯的攝像頭可以實(shí)時(shí)觀察你的眼部、手部變化，并將其轉(zhuǎn)換為輸入指令。

　　實(shí)際上，裸手交互不總是管用。比如，當(dāng)你的手部移動(dòng)速度較快時(shí)，會(huì)出現(xiàn)比較明顯的延遲、卡頓。雖然VisionOS 2.0將原來的30Hz提升到了90Hz，但由于你的雙手可以自由活動(dòng)，同樣會(huì)出現(xiàn)遮擋、離開傳感器視場等情況。如果你打開預(yù)測功能，又會(huì)造成一定的延遲。

　　在技術(shù)成熟度尚未抵達(dá)時(shí)，就操作成功率和反饋來說，手柄的樂趣和準(zhǔn)確性可能高于裸手交互。當(dāng)你握住VR手柄時(shí)，它也是一個(gè)輸出設(shè)備，通過震動(dòng)、力反饋給你一個(gè)輸出反饋。而當(dāng)你裸手在空中揮舞時(shí)，也失去了自己的輸出渠道。更重要的是，在人機(jī)交互領(lǐng)域，即便僅僅相差10%的準(zhǔn)確性，也會(huì)給用戶帶來天差地別的的交互體驗(yàn)。

　　難道，我們又要撿回手柄嗎?

　　或許在手柄和裸手之間，存在一個(gè)更好的選擇——VR手套。

　　相較于手柄的“反人類”設(shè)計(jì)，VR手套布滿傳感器，能夠非常精細(xì)地捕捉用戶的手部動(dòng)作;相較于裸手的無輸出反饋，VR手套可以讓用戶感受豐富細(xì)膩的力反饋和觸覺反饋。

　　例如，一位醫(yī)學(xué)生正在進(jìn)行外科手術(shù)培訓(xùn)，她先用VR手套精確地抓起虛擬手術(shù)刀，把握手術(shù)刀的重量，而后切割虛擬皮膚，感受其阻力。如果結(jié)合精細(xì)的觸覺反饋，VR手套還可以模擬人體組織的質(zhì)感，讓醫(yī)學(xué)生感知不同肌肉、骨骼的差異。這種虛擬培訓(xùn)不僅降低了實(shí)際操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)，還能讓醫(yī)學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直到熟練為止。

　　正因如此，VR手套在B端已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“上天入地”的豐富應(yīng)用。

　　在航天領(lǐng)域，NASA曾采用Manus的VR手套，訓(xùn)練宇航員在零重力環(huán)境中熟練地通過國際空間站。

　　在汽車領(lǐng)域，大眾曾采用SenseGlove的VR手套訓(xùn)練員工配裝汽車的車門。員工在虛擬環(huán)境中可以探索車門細(xì)節(jié)，感受各類部件的“手感”。寶馬、奧迪等車企則利用VR手套模擬試駕新車型，不斷調(diào)整讓用戶滿意的駕駛手感。

　　在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，VR手套能夠?yàn)榛加信两鹕Y、多發(fā)性硬化癥、中風(fēng)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者提供手臂及雙手的力量訓(xùn)練。

　　近兩年，VR手套的C端應(yīng)用也被逐步開啟。

　　例如，一款名為UDCAP的VR手套，幾乎兼容所有SteamVR游戲與VR頭顯。當(dāng)你戴上手套，如同鄧布利多舉起老魔杖——只需坐在沙發(fā)上，輕輕揮手，便可召喚火球、釋放閃電，虛擬的敵人應(yīng)聲倒下，宏偉的城堡拔地而起。

　　搞藝術(shù)創(chuàng)作時(shí)，當(dāng)你戴上手套，如同步入自己的美術(shù)工作室。你可以使用虛擬的黏土、木材、石料雕刻完美的3D作品。精準(zhǔn)的觸覺反饋?zhàn)屆恳惶幖?xì)節(jié)都生動(dòng)而真實(shí)。當(dāng)然，你也可以用不同的原料搭配出各異風(fēng)格，一點(diǎn)也不擔(dān)心浪費(fèi)。

　　大家可能會(huì)浮現(xiàn)一個(gè)問題：既然VR手套這么萬能，為啥我還是第一次聽說呢?

　　好吧，這要從困擾行業(yè)的難題講起——如何平衡性能與輕薄?

　　02 手感騙過大腦的柔性傳感器

　　如果說，沉浸感是VR設(shè)備最重要的特性;那么，VR手套的誕生就是為了進(jìn)一步增強(qiáng)沉浸感。

　　換句話，除了提高性能，VR手套還要盡可能地降低自身的存在感——讓手套成為手。

　　先看張圖片感受一下。

(圖2：Meta原型觸覺手套)

　　這是Meta于2021年展示的原型觸覺手套。每個(gè)手指都裝了約15個(gè)脊?fàn)畛錃馑芰掀?，不僅能夠準(zhǔn)確地將佩戴者的手部動(dòng)作反饋給計(jì)算機(jī)，還能重現(xiàn)一系列復(fù)雜、細(xì)微的感覺。但是，它的成本約為5000美元。

　　同樣“笨重”的還有Senseglove Nova 2。作為世界上首款支持手掌反饋的無線VR觸覺手套單元，允許用戶“抓握”虛擬物體、“觸摸”感知紋理，支持虛擬物件主動(dòng)接觸反饋。售價(jià)方面，Senseglove Nova 2高達(dá)5999美元。

(圖3：Senseglove Nova 2觸覺手套)

　　無論是造型，還是價(jià)格，VR手柄在它們面前甚至顯得非?！拜p巧”。因此，即便部分領(lǐng)先產(chǎn)品“堆”出了強(qiáng)悍性能，卻很難在消費(fèi)市場激起水花。

　　要讓人人都能成為“頭號(hào)玩家”，必須兼顧性能與輕薄。

　　一項(xiàng)名為柔性傳感器的技術(shù)脫穎而出。

　　不同于剛性傳感器需要鋪設(shè)大量的電路線路進(jìn)行聯(lián)通，穿戴體驗(yàn)差。柔性傳感器能夠“無痕”般融入輕薄的織物，有效地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的動(dòng)作變化，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

　　比如，在2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)上，柔性傳感器技術(shù)引領(lǐng)了一場運(yùn)動(dòng)革命。它“藏在”智能跑鞋中，可以監(jiān)測田徑運(yùn)動(dòng)員的跑步頻率、步長、腳掌著力點(diǎn);“藏在”智能柔道墊中，可以采集柔道運(yùn)動(dòng)員的力度、速度、運(yùn)動(dòng)軌跡;“藏在”智能沙袋中，可以收集拳擊運(yùn)動(dòng)員的踢打速度、頻率、力值、熱卡消耗。

　　這種神奇的柔性傳感器，宛如運(yùn)動(dòng)員的“第二層皮膚”，即便在最激烈的競技環(huán)境中，經(jīng)過無數(shù)次彎曲、折疊、拉伸，依然能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地采集人體數(shù)據(jù)。

　　再比如，在機(jī)器人領(lǐng)域，柔性傳感器技術(shù)也開始大展身手。它能夠賦予機(jī)器人高度靈敏的感知能力，使機(jī)器人在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時(shí)精確感知外界的力量和形狀變化。無論在電子廠焊接精密的電路板，還是在飯店幫客人剝雞蛋，“穿上”柔性傳感器的機(jī)器人均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的工作。

　　據(jù)QYResearch報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2029年全球柔性傳感器市場規(guī)模將達(dá)到53.2億美元，復(fù)合年增長率CAGR達(dá)17.9%，市場非常廣闊。

　　現(xiàn)在，我們?cè)龠^回頭看VR手套?？v觀行業(yè)，有的開發(fā)者采用了慣性測量單元IMU傳感器，通過測量三軸加速度、三軸角速度及三軸地磁分量估算手的位置和動(dòng)作;有的開發(fā)者結(jié)合了彎曲傳感器，通過手指彎曲和延展所產(chǎn)生的電信號(hào)測量關(guān)節(jié)角度的變化;甚至有的企業(yè)還探索了基于磁性傳感器的VR手套......

　　雖然其技術(shù)方案尚未定型——不同傳感器在精確度、響應(yīng)時(shí)間、使用壽命、成本、穿戴難易度等方面各有不同。但是，我們依然能看到一條確定的道路——貼合度越高，越輕便的傳感器，越符合技術(shù)進(jìn)化的需求。

　　沿著這條思路，將柔性傳感器運(yùn)用在VR手套上，就非常順利成章了。

　　03 2024年VR手套哪家強(qiáng)?

　　在外網(wǎng)，流傳著一張名為《2024年最佳VR手套》的榜單。注意!雖然作者打著“2024年”的旗號(hào)，但榜單內(nèi)容其實(shí)是“截止2024年”......也就是說，部分優(yōu)秀選手有可能被埋沒。

　　在榜單中，我選取了三位最具代表性的選手。

　　第一位，HaptX手套G1。獲獎(jiǎng)理由：“夠貴，也夠優(yōu)秀”。

(圖4:HaptX手套G1)

　　售價(jià)高達(dá)5495美元，外加每月495美元的強(qiáng)制訂閱費(fèi)用。從性能看，該設(shè)備不僅能覆蓋手指，還可以覆蓋手腕和前臂。據(jù)說，它可以讓你體驗(yàn)水流過手掌，蜘蛛落在手心……一切盡在“掌”握。

　　但如果你想獲得完整體驗(yàn)，還要搭配18000美元天價(jià)的“火星人套裝”——背包重17磅;手套堪比羽絨手套;再加上VR頭盔。穿上它，仿佛在健身房邊舉鐵，邊練斜方肌。

　　第二位，bHaptics手套TactGlove。獲獎(jiǎng)理由：“買得起”!

(圖5:bHaptics手套TactGlove)

　　售價(jià)僅299美元。TactGlove配有12個(gè)微型電機(jī)，10個(gè)在手指，2個(gè)在手腕。在VR場景中，它們會(huì)發(fā)出微電流模擬觸覺。雖然性能有點(diǎn)隔靴搔癢，但價(jià)格擺又在這里。從造型看，它如同防寒手套，稱不上輕便。更麻煩的是，它支持的VR應(yīng)用有點(diǎn)少，買回家可能會(huì)“吃灰”。

　　第三位，F(xiàn)luid Reality觸覺手套。獲獎(jiǎng)理由：“擺脫束縛”。

(圖6:Fluid Reality觸覺手套)

　　售價(jià)低于1000美元。從造型來看，它不用拴在背包上，也不用拖一堆管線。從性能來看，它具有160個(gè)動(dòng)態(tài)觸覺反饋執(zhí)行器，提供傳遞到每個(gè)指尖的高分辨率觸摸。你甚至可以戴著它演奏虛擬小提琴。關(guān)鍵在于，F(xiàn)luid Reality打破了Meta們的“沉重”束縛，展現(xiàn)出VR手套的輕巧、實(shí)用，引領(lǐng)了新的市場趨勢。

　　這些上榜選手能夠側(cè)面印證：VR手套正在朝著一條更輕便、更高性能、更低價(jià)格的道路發(fā)展。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，我們發(fā)現(xiàn)了一顆榜外的“滄海遺珠”。

　　今年8月末，海外Kickstarter眾籌平臺(tái)上殺出了一匹黑馬，很快成為了熱門項(xiàng)目。

　　短短30天，一款名為UDCAP的VR手套籌集了52萬美元(約合人民幣 370萬元)，參與者達(dá)977人。隨后，該產(chǎn)品開啟了國內(nèi)預(yù)售，30天賣出256件。目前，大多數(shù)VR手套還在B端轉(zhuǎn)圈，對(duì)于C端嘗試來說，這樣的成績實(shí)屬驚喜。

(圖7: UDCAP VR手套KS眾籌頁面)

　　這款VR手套有哪些過人之處?我試著總結(jié)了幾點(diǎn)。

　　超輕。厚度薄至約0.16毫米，貼合到織物上幾乎完全無感;重量僅僅35克，這是單只手套+無線數(shù)據(jù)傳輸盒的總重量。

　　耐造。經(jīng)歷百萬次以上高強(qiáng)度拉伸，依然可以維持穩(wěn)定;用臟了就直接扔洗衣機(jī)，晾干后宛如全新;不怕掉線，長達(dá)15小時(shí)的電池續(xù)航。

　　不吃灰。兼容所有SteamVR游戲，幾乎所有VR頭顯;支持SteamVR輸入和骨架輸入，VRChat最新的骨架輸入2.0;支持VMC數(shù)據(jù)傳輸，兼容Vtuber軟件。

　　更關(guān)鍵的是，極具沉浸感。單只UDCAP手套配備12個(gè)傳感器，覆蓋所有15個(gè)手指關(guān)節(jié)，并提供21個(gè)關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，使得用戶的每一個(gè)手勢都能做到自然流暢。尤其是，手套具備抗磁干擾和抗遮擋能力，在復(fù)雜的環(huán)境下，也能確保數(shù)據(jù)捕捉的精確性，保證高度真實(shí)的交互。

　　用戶可以自定義角度閾值、映射和組合，以創(chuàng)造獨(dú)特的互動(dòng)體驗(yàn)——施法、虛擬抓取等等。

　　經(jīng)過一番搜索，我們發(fā)現(xiàn)這雙神奇的VR手套來自一家中國公司，宇疊科技(UDEXREAL)。這家公司的“獨(dú)門法寶”正是前文提到的柔性傳感器。

　　據(jù)悉，宇疊科技研發(fā)了一種全球原創(chuàng)的聚合物材料，用來制造柔性傳感器——可拉伸能力是絕大多數(shù)柔性材料的2-3倍;能夠捕捉到微小的壓力、拉伸和彎曲，分辨率達(dá)0.01度;可折疊且高度靈活，能夠與織物無縫融合。

　　原來，“秘密”就在這里。UDCAP手套之所以兼具性能和輕薄，就是因?yàn)橛畀B柔性傳感器偷偷“藏進(jìn)”了薄如蟬翼的手套織物中，并即時(shí)地收集、傳輸用戶數(shù)據(jù)，從而取代了傳統(tǒng)的慣性測量單元IMU傳感器和銅線。

　　如果你只用宇疊的VR手套玩游戲，其實(shí)有點(diǎn)大材小用。因?yàn)槭痔缀茌p薄，不會(huì)影響手部姿態(tài)的性能，也不會(huì)受到電磁的干擾。所以，它能夠在手術(shù)室等復(fù)雜環(huán)境中，1:1還原真實(shí)的外科手術(shù)操作。目前，宇疊科技已經(jīng)與部分醫(yī)療健康企業(yè)展開合作，同時(shí)與上海頂尖醫(yī)院進(jìn)行手術(shù)培訓(xùn)等方面的合作開發(fā)。

　　基于柔性傳感技術(shù)，宇疊科技還儲(chǔ)備了豐富的觸覺感知技術(shù)，并走出了一條創(chuàng)新之路。公司自主研發(fā)的多款智能產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)的動(dòng)作捕捉，正廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)健康、醫(yī)療康復(fù)、虛擬培訓(xùn)和影視游戲等領(lǐng)域，并展現(xiàn)出巨大的商業(yè)化潛力。

　　例如，宇疊科技的“頭號(hào)玩家”智能服裝，可以實(shí)時(shí)感知人體動(dòng)作、肌肉形變數(shù)據(jù)，在智慧運(yùn)動(dòng)和虛擬交互領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通過為用戶提供多維度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，這款智能服裝可以幫助你提高運(yùn)動(dòng)效率、減少運(yùn)動(dòng)損傷并規(guī)劃科學(xué)的運(yùn)動(dòng)方案。

　　“觸覺是繼視覺和聽覺之后人類體驗(yàn)世界的重要感官，觸覺傳感技術(shù)的突破將徹底改變我們與現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng)方式?！?，宇疊科技創(chuàng)始人王鑫說道，“其實(shí)像各種各樣的培訓(xùn)場景，汽車也好，工業(yè)加工制造也好，甚至包括協(xié)作機(jī)器人，人形機(jī)器人等等，都需要通過比較精細(xì)的手部操作來完成各種各樣功能。都可以通過我們的智能手套去采集信息，去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)效果?！?

　　據(jù)Marketsand Markets預(yù)計(jì)，2024年全球VR市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到112億美元，到2029年預(yù)計(jì)將達(dá)到360億美元，2024~2029年期間的復(fù)合年增長率為26.3%。

　　盡管VR手套只是空間計(jì)算時(shí)代的一小環(huán)，甚至當(dāng)前的主流產(chǎn)品仍是面向B端的“笨重”家伙們，但我們?nèi)匀豢梢灶A(yù)見，未來這波VR紅利不會(huì)由VR頭顯廠商獨(dú)享?，F(xiàn)在，“中場休息”已經(jīng)結(jié)束，VR賽道的故事也要開始下一個(gè)段落。在接下來的空間計(jì)算浪潮中，請(qǐng)戴好VR手套，穿好智能服裝，讓未來“觸”手可及。

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