如何让一位母亲与她去世的小女儿“重逢”?韩国MBC电视台《I Met You》节目实现了一个“不可能”心愿。

在空旷的绿幕中,母亲Jang Ji-sung透过VR头显,看到了三年前因白血病去世的女儿Nayeon。当她伸出双手,居然能摸到女儿的脸颊,还能拉起她的小手。在接下来的互动中,Jang给女儿的生日蛋糕插上了蜡烛,与她一起庆祝生日。Jang说:“这可能就是真实的天堂。时间很短,但这是一段幸福的时光,我实现了一直想要的梦想。”

(图1:韩国MBC电视台《I Met You》片段)

科技不总是冰冷的,它不能让人复活,但可以让爱与希望永存。而在上述场景中,除了立大功的VR头显,能够让Jang“触摸”女儿的魔法其实是一双神奇的VR手套。

约翰·彼得斯认为,如果没有触觉,任何真正的社会都不可能存续。如果说有了VR头显,你只能遥望元宇宙之门;那么有了VR手套,你才能亲手叩响这扇大门。

VR手套,即能够在虚拟世界实现“触觉”的可穿戴设备,用户借此可以体验抓取、移动、触摸等各种交互。例如在《头号玩家》中,人们就是通过触觉反馈VR手套,将一串代码转化为逼真的掌中之物。

目前,通过触觉的人机交互方式正在悄然变革。一些领先的VR手套已经能采集人体感知数据,1:1模拟复杂手术中每一个微操动作。更神奇的是,它的材料甚至比蝉翼还薄,脏了还能直接扔洗衣机,即便经历百万次高强度拉伸,性能依然稳定。

那么,VR手套的发展如何?这项技术的潜力有多大?

01从笨拙到灵活,是时候扔掉手柄了

有句话说,“上帝给了我一双手,但我却用它来拿手柄?”

举个例子,你如何在现实生活中打开一张地图?直接拉开背包,翻看地图。但当你改用VR手柄操作,这套动作就变成了:按下手柄侧面的抓握键打开菜单;用另一个手柄上的光束瞄准菜单里的地图选项;按下扳机键确认选择。

一个翻地图的复杂操作,就能将普通用户挡在虚拟世界的门外。如果我们彻底扔掉笨拙的“中介”呢?苹果Vision Pro给出了答案——纯裸手自然交互,用户通过“手眼口”协调完成日常操作。

理论上,在Vision Pro时代,用户无需直接控制信息的输入,头显的摄像头可以实时观察你的眼部、手部变化,并将其转换为输入指令。

实际上,裸手交互不总是管用。比如,当你的手部移动速度较快时,会出现比较明显的延迟、卡顿。虽然VisionOS 2.0将原来的30Hz提升到了90Hz,但由于你的双手可以自由活动,同样会出现遮挡、离开传感器视场等情况。如果你打开预测功能,又会造成一定的延迟。

在技术成熟度尚未抵达时,就操作成功率和反馈来说,手柄的乐趣和准确性可能高于裸手交互。当你握住VR手柄时,它也是一个输出设备,通过震动、力反馈给你一个输出反馈。而当你裸手在空中挥舞时,也失去了自己的输出渠道。更重要的是,在人机交互领域,即便仅仅相差10%的准确性,也会给用户带来天差地别的的交互体验。

难道,我们又要捡回手柄吗?

或许在手柄和裸手之间,存在一个更好的选择——VR手套。

相较于手柄的“反人类”设计,VR手套布满传感器,能够非常精细地捕捉用户的手部动作;相较于裸手的无输出反馈,VR手套可以让用户感受丰富细腻的力反馈和触觉反馈。

例如,一位医学生正在进行外科手术培训,她先用VR手套精确地抓起虚拟手术刀,把握手术刀的重量,而后切割虚拟皮肤,感受其阻力。如果结合精细的触觉反馈,VR手套还可以模拟人体组织的质感,让医学生感知不同肌肉、骨骼的差异。这种虚拟培训不仅降低了实际操作带来的风险,还能让医学生反复练习,直到熟练为止。 

正因如此,VR手套在B端已经实现了“上天入地”的丰富应用。

在航天领域,NASA曾采用Manus的VR手套,训练宇航员在零重力环境中熟练地通过国际空间站。

在汽车领域,大众曾采用SenseGlove的VR手套训练员工配装汽车的车门。员工在虚拟环境中可以探索车门细节,感受各类部件的“手感”。宝马、奥迪等车企则利用VR手套模拟试驾新车型,不断调整让用户满意的驾驶手感。

在医疗康复领域,VR手套能够为患有帕金森症、多发性硬化症、中风等神经系统疾病的患者提供手臂及双手的力量训练。

近两年,VR手套的C端应用也被逐步开启。

例如,一款名为UDCAP的VR手套,几乎兼容所有SteamVR游戏与VR头显。当你戴上手套,如同邓布利多举起老魔杖——只需坐在沙发上,轻轻挥手,便可召唤火球、释放闪电,虚拟的敌人应声倒下,宏伟的城堡拔地而起。

搞艺术创作时,当你戴上手套,如同步入自己的美术工作室。你可以使用虚拟的黏土、木材、石料雕刻完美的3D作品。精准的触觉反馈让每一处细节都生动而真实。当然,你也可以用不同的原料搭配出各异风格,一点也不担心浪费。

大家可能会浮现一个问题:既然VR手套这么万能,为啥我还是第一次听说呢?

好吧,这要从困扰行业的难题讲起——如何平衡性能与轻薄?

02 手感骗过大脑的柔性传感器

如果说,沉浸感是VR设备最重要的特性;那么,VR手套的诞生就是为了进一步增强沉浸感。

换句话,除了提高性能,VR手套还要尽可能地降低自身的存在感——让手套成为手。

先看张图片感受一下。

(图2:Meta原型触觉手套)

这是Meta于2021年展示的原型触觉手套。每个手指都装了约15个脊状充气塑料片,不仅能够准确地将佩戴者的手部动作反馈给计算机,还能重现一系列复杂、细微的感觉。但是,它的成本约为5000美元。

同样“笨重”的还有Senseglove Nova 2。作为世界上首款支持手掌反馈的无线VR触觉手套单元,允许用户“抓握”虚拟物体、“触摸”感知纹理,支持虚拟物件主动接触反馈。售价方面,Senseglove Nova 2高达5999美元。

(图3:Senseglove Nova 2触觉手套)

无论是造型,还是价格,VR手柄在它们面前甚至显得非常“轻巧”。因此,即便部分领先产品“堆”出了强悍性能,却很难在消费市场激起水花。

要让人人都能成为“头号玩家”,必须兼顾性能与轻薄。

一项名为柔性传感器的技术脱颖而出。

不同于刚性传感器需要铺设大量的电路线路进行联通,穿戴体验差。柔性传感器能够“无痕”般融入轻薄的织物,有效地应对各种复杂的动作变化,展现出广泛的应用前景。

比如,在2024年巴黎奥运会上,柔性传感器技术引领了一场运动革命。它“藏在”智能跑鞋中,可以监测田径运动员的跑步频率、步长、脚掌着力点;“藏在”智能柔道垫中,可以采集柔道运动员的力度、速度、运动轨迹;“藏在”智能沙袋中,可以收集拳击运动员的踢打速度、频率、力值、热卡消耗。

这种神奇的柔性传感器,宛如运动员的“第二层皮肤”,即便在最激烈的竞技环境中,经过无数次弯曲、折叠、拉伸,依然能够稳定、准确地采集人体数据。

再比如,在机器人领域,柔性传感器技术也开始大展身手。它能够赋予机器人高度灵敏的感知能力,使机器人在执行复杂任务时精确感知外界的力量和形状变化。无论在电子厂焊接精密的电路板,还是在饭店帮客人剥鸡蛋,“穿上”柔性传感器的机器人均能实现稳定、高效的工作。

据QYResearch报告显示,预计2029年全球柔性传感器市场规模将达到53.2亿美元,复合年增长率CAGR达17.9%,市场非常广阔。

现在,我们再过回头看VR手套。纵观行业,有的开发者采用了惯性测量单元IMU传感器,通过测量三轴加速度、三轴角速度及三轴地磁分量估算手的位置和动作;有的开发者结合了弯曲传感器,通过手指弯曲和延展所产生的电信号测量关节角度的变化;甚至有的企业还探索了基于磁性传感器的VR手套......

虽然其技术方案尚未定型——不同传感器在精确度、响应时间、使用寿命、成本、穿戴难易度等方面各有不同。但是,我们依然能看到一条确定的道路——贴合度越高,越轻便的传感器,越符合技术进化的需求。

沿着这条思路,将柔性传感器运用在VR手套上,就非常顺利成章了。

03  2024年VR手套哪家强?

在外网,流传着一张名为《2024年最佳VR手套》的榜单。注意!虽然作者打着“2024年”的旗号,但榜单内容其实是“截止2024年”......也就是说,部分优秀选手有可能被埋没。

在榜单中,我选取了三位最具代表性的选手。

第一位,HaptX手套G1。获奖理由:“够贵,也够优秀”。

(图4:HaptX手套G1)

售价高达5495美元,外加每月495美元的强制订阅费用。从性能看,该设备不仅能覆盖手指,还可以覆盖手腕和前臂。据说,它可以让你体验水流过手掌,蜘蛛落在手心……一切尽在“掌”握。

但如果你想获得完整体验,还要搭配18000美元天价的“火星人套装”——背包重17磅;手套堪比羽绒手套;再加上VR头盔。穿上它,仿佛在健身房边举铁,边练斜方肌。

第二位,bHaptics手套TactGlove。获奖理由:“买得起”!

(图5:bHaptics手套TactGlove)

售价仅299美元。TactGlove配有12个微型电机,10个在手指,2个在手腕。在VR场景中,它们会发出微电流模拟触觉。虽然性能有点隔靴搔痒,但价格摆又在这里。从造型看,它如同防寒手套,称不上轻便。更麻烦的是,它支持的VR应用有点少,买回家可能会“吃灰”。

第三位,Fluid Reality触觉手套。获奖理由:“摆脱束缚”。

(图6:Fluid Reality触觉手套)

售价低于1000美元。从造型来看,它不用拴在背包上,也不用拖一堆管线。从性能来看,它具有160个动态触觉反馈执行器,提供传递到每个指尖的高分辨率触摸。你甚至可以戴着它演奏虚拟小提琴。关键在于,Fluid Reality打破了Meta们的“沉重”束缚,展现出VR手套的轻巧、实用,引领了新的市场趋势。

这些上榜选手能够侧面印证:VR手套正在朝着一条更轻便、更高性能、更低价格的道路发展。按照这个标准,我们发现了一颗榜外的“沧海遗珠”。

今年8月末,海外Kickstarter众筹平台上杀出了一匹黑马,很快成为了热门项目。

短短30天,一款名为UDCAP的VR手套筹集了52万美元(约合人民币 370万元),参与者达977人。随后,该产品开启了国内预售,30天卖出256件。目前,大多数VR手套还在B端转圈,对于C端尝试来说,这样的成绩实属惊喜。

(图7: UDCAP VR手套KS众筹页面)

这款VR手套有哪些过人之处?我试着总结了几点。

超轻。厚度薄至约0.16毫米,贴合到织物上几乎完全无感;重量仅仅35克,这是单只手套+无线数据传输盒的总重量。

耐造。经历百万次以上高强度拉伸,依然可以维持稳定;用脏了就直接扔洗衣机,晾干后宛如全新;不怕掉线,长达15小时的电池续航。

不吃灰。兼容所有SteamVR游戏,几乎所有VR头显;支持SteamVR输入和骨架输入,VRChat最新的骨架输入2.0;支持VMC数据传输,兼容Vtuber软件。

更关键的是,极具沉浸感。单只UDCAP手套配备12个传感器,覆盖所有15个手指关节,并提供21个关节角度数据,使得用户的每一个手势都能做到自然流畅。尤其是,手套具备抗磁干扰和抗遮挡能力,在复杂的环境下,也能确保数据捕捉的精确性,保证高度真实的交互。

用户可以自定义角度阈值、映射和组合,以创造独特的互动体验——施法、虚拟抓取等等。

经过一番搜索,我们发现这双神奇的VR手套来自一家中国公司,宇叠科技(UDEXREAL)。这家公司的“独门法宝”正是前文提到的柔性传感器。

据悉,宇叠科技研发了一种全球原创的聚合物材料,用来制造柔性传感器——可拉伸能力是绝大多数柔性材料的2-3倍;能够捕捉到微小的压力、拉伸和弯曲,分辨率达0.01度;可折叠且高度灵活,能够与织物无缝融合。

原来,“秘密”就在这里。UDCAP手套之所以兼具性能和轻薄,就是因为宇叠柔性传感器偷偷“藏进”了薄如蝉翼的手套织物中,并即时地收集、传输用户数据,从而取代了传统的惯性测量单元IMU传感器和铜线。

如果你只用宇叠的VR手套玩游戏,其实有点大材小用。因为手套很轻薄,不会影响手部姿态的性能,也不会受到电磁的干扰。所以,它能够在手术室等复杂环境中,1:1还原真实的外科手术操作。目前,宇叠科技已经与部分医疗健康企业展开合作,同时与上海顶尖医院进行手术培训等方面的合作开发。

基于柔性传感技术,宇叠科技还储备了丰富的触觉感知技术,并走出了一条创新之路。公司自主研发的多款智能产品,能够实现微米级的动作捕捉,正广泛应用于运动健康、医疗康复、虚拟培训和影视游戏等领域,并展现出巨大的商业化潜力。

例如,宇叠科技的“头号玩家”智能服装,可以实时感知人体动作、肌肉形变数据,在智慧运动和虚拟交互领域具有广阔的应用前景。通过为用户提供多维度的运动数据,这款智能服装可以帮助你提高运动效率、减少运动损伤并规划科学的运动方案。

“触觉是继视觉和听觉之后人类体验世界的重要感官,触觉传感技术的突破将彻底改变我们与现实世界的互动方式。”,宇叠科技创始人王鑫说道,“其实像各种各样的培训场景,汽车也好,工业加工制造也好,甚至包括协作机器人,人形机器人等等,都需要通过比较精细的手部操作来完成各种各样功能。都可以通过我们的智能手套去采集信息,去实现这样一个效果。”

据Marketsand Markets预计,2024年全球VR市场规模预计将达到112亿美元,到2029年预计将达到360亿美元,2024~2029年期间的复合年增长率为26.3%。

尽管VR手套只是空间计算时代的一小环,甚至当前的主流产品仍是面向B端的“笨重”家伙们,但我们仍然可以预见,未来这波VR红利不会由VR头显厂商独享。现在,“中场休息”已经结束,VR赛道的故事也要开始下一个段落。在接下来的空间计算浪潮中,请戴好VR手套,穿好智能服装,让未来“触”手可及。

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