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超聲波技術(shù)讓虛擬現(xiàn)實更“現(xiàn)實”

發(fā)布時間：2016-02-16  點擊次數(shù)：人次  分享：

        在布里斯托爾大學(xué)做學(xué)生時，湯姆·卡特就迷上了一個似乎不可能實現(xiàn)的想法：讓人們感知和操縱虛擬的物體。于是有位教授讓他研究20世紀70年代出現(xiàn)（后被擱置）的一個深奧概念：使用超聲波技術(shù)來模擬觸摸感受。

        如今，27歲的卡特已經(jīng)是Ultrahaptics公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席技術(shù)官，這家公司利用構(gòu)思巧妙的算法和超聲波發(fā)射器陣列模擬各種感覺：微小氣泡在指尖爆裂，液體流過掌心，三維圖形的輪廓……卡特說，從電腦游戲、汽車到家用電器的數(shù)10家產(chǎn)品公司都在測試這項技術(shù)。該技術(shù)正是計算機科學(xué)家所謂“觸覺反饋技術(shù)”的實例（在古希臘語中，觸覺的基本意思就是“與某種東西接觸”）。

        盡管其他高科技公司也在開發(fā)自己的觸覺反饋技術(shù)，但Ultrahaptics稱，超聲波是唯一能讓人們懸空感知和操縱虛擬物體的技術(shù)。這項技術(shù)有很多潛在應(yīng)用：使用無形滑塊來調(diào)大家用音響的低音；通過虛擬旋轉(zhuǎn)按鈕調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)溫度，不過卡特說，這項技術(shù)最有前景的用途或許是讓虛擬現(xiàn)實的“感覺”更真實。

“觸感對打造強大的虛擬現(xiàn)實技術(shù)確實有至關(guān)重要的意義，”

        卡特說，“如果你擁有最好的虛擬現(xiàn)實頭盔和最棒的環(huán)繞聲耳機，無疑會有非?？岬捏w驗，但如果你在與這些產(chǎn)品互動的過程中沒有觸覺感受，那就很難有逼真的效果?！?/span>

        由于保密協(xié)議的緣故，卡特不能透露正在測試這項技術(shù)的公司，以及這些公司正在開發(fā)的產(chǎn)品。但還是能看到一些誘人跡象。在1月舉行的國際消費電子展上，高端音響制造商哈曼發(fā)布的音響揚聲器系統(tǒng)原型采用了Ultrahaptics技術(shù)支持的手勢控制系統(tǒng)。捷豹路虎宣布，計劃把Ultrahaptics技術(shù)集成到旗下汽車的手勢控制系統(tǒng)中。Ultrahaptics公司首席執(zhí)行官史蒂夫·克利夫表示，首款使用Ultrahaptics技術(shù)的電腦游戲?qū)⒂诮衲臧l(fā)布，但是他沒有透露更多的細節(jié)。

        這項技術(shù)也有局限性：雖然超聲波可以模擬觸摸物體輪廓的感覺，但是不能創(chuàng)造固態(tài)物體的錯覺。你永遠可以把手指或手掌穿過超聲波振動的區(qū)域。用戶還會聽到超聲波遇到皮膚反射發(fā)出的煩人嗡嗡聲。這家公司表示，它將設(shè)法盡量減少噪音。雖然人類無法聽到超聲波，但貓狗可以聽到。Ultrahaptics公司稱，這種聲音在測試中沒有引發(fā)犬類反應(yīng)，還承諾上市產(chǎn)品不會對寵物造成任何影響。

        帕特里克·鮑迪施教授在德國波茨坦大學(xué)哈索普列特納研究所專門進行人機交互研究，他對Ultrahaptics公司背后的研究團隊贊不絕口，“他們是歐洲這個領(lǐng)域最有創(chuàng)意的團隊之一”。然而他表示，如果不能營造抓取固態(tài)物體的感覺和現(xiàn)實世界中接觸物體遇到的阻力，那么這項技術(shù)在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的應(yīng)用可能會受限。不過，鮑迪施認為，該技術(shù)在增強現(xiàn)實領(lǐng)域（用戶需要同時與現(xiàn)實世界和虛擬物體互動的情況）的應(yīng)用前景會更廣闊。

        Ultrahaptics的辦公室在企業(yè)孵化器The Engine Shed里——它外表時尚、具有后現(xiàn)代風(fēng)格，位于從前的布里斯托爾火車站機車維修車間里。這座車站由伊桑巴德·金德姆·布魯內(nèi)爾建造。這位19世紀的傳奇工程師憑借在火車、輪船和橋梁設(shè)計領(lǐng)域的開拓創(chuàng)舉而聞名。卡特坐在會議室里，坦率地解釋說，該公司硬件沒有什么特別之處，不過是把超聲波發(fā)射器陣列和普通手勢控制平臺連接起來罷了。

        “精妙的是我們的軟件，”卡特說，他身材消瘦，略帶孩子氣，蓬亂的棕色短發(fā)看起來像是1964年左右的喬治·哈里森，“這實際上關(guān)系到你如何使用算法來控制聲波發(fā)射器，創(chuàng)造出這種感覺?！?/span>

        這款軟件可以通過編程找到你的手，直接發(fā)送聲波，把感覺投射到最遠6英尺開外只有指尖大小的區(qū)域，也可以同時創(chuàng)造多種感覺，比如讓不同的手去“接觸”不同的東西。

        Ultrahaptics公司成立于2013年，源起是卡特在布里斯托爾大學(xué)就讀期間所做的研究。這些研究得到了計算機科學(xué)教授斯利拉姆·蘇布拉馬尼安的指導(dǎo)，后者領(lǐng)導(dǎo)的實驗室致力于改善人機交互體驗。蘇布拉馬尼安此后來到蘇塞克斯大學(xué)，他表示用超聲波模擬觸感的想法誕生于20世紀70年代，但當(dāng)時沒人能解決編程問題?！拔抑肋@可能是個有趣的想法，”他說，“但在湯姆來到以前，我真的沒想到會有人愿意做這個。”

        卡特進行了5年的實驗，解決了“很多超級困難的數(shù)學(xué)問題”， 他期間暫時擱置博士學(xué)業(yè)，創(chuàng)立了Ultrahaptics公司。蘇布拉馬尼安和來自同一實驗室的研究助理本杰明·隆作為聯(lián)合創(chuàng)始人加入了這家公司。（兩人目前仍擔(dān)任公司的科學(xué)顧問。）一項產(chǎn)品從實驗室投入商用需要克服巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)：早期原型設(shè)備需要近20分鐘才能渲染一張手勢圖像，打造相應(yīng)的感覺。現(xiàn)在，Ultrahaptics軟件只需原有計算能力的一小部分，就能每秒渲染10萬幀圖像，使這項技術(shù)得以應(yīng)用于家用電器和汽車。

       2014年，卡特和他的合伙人從英國上市風(fēng)險投資公司IP集團獲得了60萬英鎊的種子資金，開始招募首席執(zhí)行官。他們很快聘請了在半導(dǎo)體行業(yè)擔(dān)任過多個高管職位的克利夫。克利夫表示，他立即掌握了Ultrahaptics產(chǎn)品的應(yīng)用。他很喜歡卡特。“湯姆和我很快就一見如故，”克里夫說。讓他印象深刻的是，卡特看起來深知自己的不足之處，愿意聽取一位經(jīng)驗豐富人士的建議。2014年12月，Ultrahaptics公司正式聘請克利夫擔(dān)任首席執(zhí)行官。

       去年，Ultrahaptics完成了1010萬英鎊的A輪投資，領(lǐng)投的Woodford Investment Management是英國大型投資管理公司，由景順資產(chǎn)管理公司前頂級投資組合經(jīng)理尼爾·伍德福德執(zhí)掌。IP集團也投入了更多資金。自成立以來，Ultrahaptics已出售50多套可用于評估這項技術(shù)的設(shè)備，包括技術(shù)支持在內(nèi)，每套價值2萬美元。Ultrahaptics現(xiàn)在有20名以上員工，計劃在今年把規(guī)模擴大一倍。

       隨著幾輪融資的結(jié)束，該公司將于今年晚些時候開設(shè)美國辦事處，目前正加緊幫助客戶把使用Ultrahaptics技術(shù)的第一批產(chǎn)品推向市場。這家公司已經(jīng)從歐盟獲得150萬歐元的資助，準備把這項技術(shù)集成到單芯片上方便小企業(yè)使用，比如把手勢控制應(yīng)用于家用燈具領(lǐng)域。

        除了虛擬現(xiàn)實和家用電器外，這項技術(shù)還有更多的應(yīng)用方向。比如，Ultrahaptics技術(shù)可以讓盲人和聾啞人更安全地駕車出行。

       

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