杜伟、小舟机器之心报道

玩战地5我不用手柄,这款智能「无限手套」无线连接、沉浸感更强

该团队计划将「无限手套」的应用扩展到 VR、复杂游戏和机器人控制等更多领域。

提到打游戏,手柄想必是大多数玩家都会选择的装备吧。但除了游戏手柄之外,还有没有可能通过其他的外设装备来实现游戏的操控?

新加坡国立大学的研究团队给出了一个「与众不同」的答案:手套。他们开发了一种名为「无限手套」(InfinityGlove)的智能手套,用户通过简单的手势就能模拟各种游戏控制。该研究团队由新加坡国立大学教授 Lim Chwee Teck 领导。

图左:Lim Chwee Teck 教授;图中:Yeo Joo Chuan 博士;图右:Yu Longteng 博士。

据研究者称,在战地 5(Battlefield V)这类第一人称射击游戏中,有了这个神奇的手套,游戏玩家不再需要外设手柄,弯曲手指就可以射击,旋转手腕就可以前进,这样的沉浸式游戏体验才是游戏玩家一直以来所追求的梦想。

虽然手控游戏的概念并不新奇,但重量和灵活性一直是这个领域的主要挑战。并且,由于依赖于传统传感器,市面上的智能手套式控制器通常体积庞大,而且较为笨重。

所以,在制作过程中,研究者在手套材料中应用到了超薄、高度灵敏的微纤维传感器,从而一举解决了先前在重量和灵活性两个方面的局限。这些传感器不仅重量轻、准确度高,而且还可以充当电线,从而减少了额外布线的需求。目前,该手套原型重约 40g,灵活性和舒适性兼备。

我们先来欣赏一下「无限手套」的实际射击体验:

Lim Chwee Teck 教授亲自演示手套射击。

精准迅速的基于手势的遥控装置

每个无限手套一共包含 5 个线状传感器,每只手指一个。传感器的网络可以与电子游侠软件(Game Software)连接,以产生手部运动的精确 3D 位置。然后,用户的不同手势被映射为常规控制器上的特定输入。

目前为止,该团队共计完成了 11 种输入和命令的映射,这使得玩家可以使用「无限手套」玩战地 5 之类的第一人称射击游戏。

微纤维传感器技术的应用是一项突破性的创新,使「无限手套」能够准确地映射玩家手势,以进行人机交互

具体而言,该传感器由一根细的、可伸缩的橡胶状微纤维制成,厚度大致和人的头发丝相同,并填充有导电液态金属。

少量电流流过导电液态金属,从而产生电子读取信号(reading signal)。并且,当纤维弯曲以及液态金属移位时,电子读取信号会发生变化。

该研究团队于 2017 年开发出了这种微纤维传感器,之前曾用于测量脉搏和绷带加压包扎。此后,研究者通过改进应力传感功能将其用于智能手套的研发。

当连接到该团队的专有软件上之后,微纤维传感器可以通过电信号迅速地将手势转换为指令输入,其速度几乎等同于按下键盘上的按钮。「无限手套」可以无线连接到计算机,而且这款手套很轻巧。

重新定义游戏、手部康复和机器人控制

研发团队耗时两年开发出了「无限手套」的产品原型,同时也在商业化生产其他应用所需的微纤维传感器。

团队负责人 Lim Chwee Teck 教授表示:「仅利用手部动作实现远程控制任务的需求大大鼓舞了我们的研究工作。当前的商用技术反应不够灵敏,并且由于设备笨重,用户在长时间使用之后手部会感到压力。所以我们认为,基于这款轻量级智能手套的手势控制可以更进一步地实现人机之间真正沉浸式的交互。」 

「无限手套」还可以在病人的手部康复过程中提供助力,这是因为玩游戏能够激发病人通过沉浸式游戏来进行手部康复训练,同时医护人员还可以追踪病人的关节运动的康复进度。

该团队下一步计划将「无限手套」的应用扩展到 VR、复杂游戏和机器人控制领域。

研发团队简介

「无限手套」研发团队成员有 3 人,包括负责人 Lim Chwee Teck,以及 Yeo Joo Chuan 和 Longteng Yu 博士。

Lim Chwee Teck 是新加坡国立大学生物医学工程系教授,以及机械生物学研究所(Mechanobiology Institute)创始首席研究员。此外,他还是卫生创新和技术研究所(Institute for Health Innovation and Technology, iHealthtech)的负责人以及新加坡卫生技术联盟(Singapore Health Technologies Consortium)的创始理事。

Lim 教授的研究兴趣跨越多个学科和领域,包括人类疾病力学生物学、用于人类疾病诊断的微流体生物医学技术,以及用于医疗应用的精准医学和柔性可穿戴技术。

Yeo Joo Chuan 本科就读于新加坡国立大学,于 2008 年取得了工程学士学位。之后,他进入南洋理工大学攻读硕士,于 2011 年取得了理学硕士学位。2014 年至 2017 年,他重回新加坡国立大学攻读并顺利取得了博士学位。2018 年至今,他在新加坡国立大学担任 Translational Manager 一职。

Yeo 重点研究新兴技术,如可穿戴设备、微流体技术、导电印刷(conductive printing)和 3D 打印等。

Longteng Yu 本科毕业于华中科技大学,之后在新加坡国立大学攻读博士学位。读博期间,他先是主修土木工程专业,但之后转入生物医学工程系,并于 2019 年顺利取得博士学位。现为新加坡国立大学研发工程师和全职研究员,主要从事生物医学工程和柔性电子方面的研究。


参考链接:
https://news.nus.edu.sg/research/nus-researchers-develop-new-smart-gaming-glove
https://mbi.nus.edu.sg/lim-chwee-teck/
https://www.linkedin.com/in/joochuanyeo/?originalSubdomain=sg
https://www.linkedin.com/in/dr-longteng-yu-688708a5/?originalSubdomain=sg
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