渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉制造技术

本申请涉及渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉。渲染触觉包括使用触觉输出设备接近个人的柔性关节施加触觉效果。作为响应，在个人的柔性关节处传达关节移动的错觉。

【技术实现步骤摘要】
渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉
示例实施例针对呈渲染触觉，并且更特别地针对渲染具有柔性关节移动的错觉的触觉。
技术介绍
在常规的虚拟现实(VR)系统/增强现实(AR)系统中，外骨骼、接地的力反馈设备(例如，力反射操纵杆)或其它类似的机械系统被用于通过在个人的(一个或多个)关节处强制移动(诸如弯曲、屈曲、推、拉等等)模仿在VR或AR环境中发生的移动。但是，这些设备和系统体积庞大，和/或具有妨碍它们模拟关节处的真实(或自然)移动的机械障碍。此外，此类系统和设备通常要求在个人周围存在附加的空间，以允许个人的移动。
技术实现思路
一个实施例通过在个人的柔性关节附近施加触觉效果来渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉。触觉效果是使用启用了触觉的系统的触觉输出设备来施加的。启用了触觉的系统还包括检测器，该检测器被配置为接收事件的指示并检测事件中与移动相关的交互。触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库中获得的。附图说明根据以下具体实施方式结合附图，将更清楚地理解示例实施例。图1-图4表示如本文所述的非限制性示例实施例。图1是根据示例实施例的触觉系统的框图。图2是根据示例实施例的穿戴触觉输出设备的个人的图。图3是根据示例实施例的启用了触觉的设备中的系统的框图。图4是根据示例实施例的通过施加触觉效果来渲染具有复杂柔性关节移动的错觉的触觉的流程图。图5、图6和图7是根据示例实施例的触觉输出设备的图。图8是根据示例实施例的穿戴具有触觉输出设备的基板的个人的图。具体实施方式示例实施例针对渲染具有在个人的柔性关节处的柔性关节移动的错觉的触觉。示例实施例针对在不使用复杂和庞大的机械设备的情况下渲染具有在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉的触觉。示例实施例针对渲染触觉以创建真实(或自然)柔性关节移动的感知，由此导致更加沉浸式的体验，而不需要柔性关节的复杂移动。示例实施例提供了通过施加引发标称柔性关节移动的触觉效果来渲染具有在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉的触觉。触觉是触感和力反馈技术，其使用个人的触摸感觉生成诸如力、振动和运动的触觉反馈效果(也称为“触觉反馈”或“触觉效果”)。启用了触觉的设备可以包括被配置为施加触觉效果的嵌入式硬件(例如，致动器或其它输出机制)。嵌入式硬件一般被编程为施加(或回放)特定的触觉效果集合。当启用了触觉的设备接收到指定要播放哪个触觉效果的信号时，启用了触觉的设备渲染指定的触觉效果。例如，当个人意图经历触觉事件时，启用了触觉的设备的嵌入式硬件通过控制电路系统接收播放命令。嵌入式硬件然后施加适当的触觉效果。示例实施例在柔性关节处施加触觉效果，以创建对神经肌肉刺激的感知。神经肌肉刺激是由外部源对肌肉和/或肌肉传入神经(神经纤维)的刺激。传统上，神经肌肉刺激涉及电刺激或机械刺激。通过接近个人的柔性关节施加具有某些模式和/或参数的触觉效果，触觉效果可以通过刺激肌肉内通过肌肉长度的改变来检测移动的受体(即，肌梭)而创建在柔性关节中的肌肉收缩或拉长(如在复杂柔性运动期间所经历的)的感知。诸如Duclos等人在标题为“Complexmusclevibrationpatternstoinducegait-likelowerlimbmovements:Proofofconcept”的出版物中所公开的，振动增加了检测肌肉延长的肌肉传入神经的放电速率，以引发振动肌肉的错觉延长移动的感知。在个人的柔性关节处施加触觉效果可以引发个人的类似步态移动(这是步态的感觉)。步态是个人在移动期间(诸如步行)展现的自然形态或风格。为了引发期望的类似步态运动，触觉效果可以施加或用于(i)期望的频率(例如，大约1Hz至600Hz，或大约80Hz至100Hz)，(ii)期望的持续时间(例如，大约1秒或2秒或4秒的恒定振动然后是大约1秒或2秒或4秒的无振动的振动模式，或者大约1秒或2秒或4秒的恒定振动然后大约1秒或2秒或4秒的恒定变形的振动和变形模式的组合)，(iii)期望的循环数量(例如，大约1-60个循环，或大约5-20个循环，或大约10个循环)，和/或(iv)期望的振幅(例如，大约0.25mm至1mm)。假设振动频率大约为100Hz并且形状为正弦曲线，那么加速度(通过取正弦的二阶导数)约为394.78m/s2，即，加速度大约为40个重力加速度(gravities)。根据示例实施例，触觉效果可以不对称地或对称地施加在柔性关节处。如本文所使用的，术语“柔性关节”是指在体内的骨或软骨之间形成的连接，该连接能够实现骨之间的接触点(包括滑膜关节和软骨关节)处的移动(外展、内收、伸展、屈曲和/或旋转)。如本文所使用的，术语“复杂移动”或“复杂柔性关节移动”是指在正常移动模式(诸如步态)期间协调发生的柔性关节移动。图1是根据示例实施例的触觉系统的框图。参考图1，触觉系统100包括检测事件(或环境)中与移动相关的交互的检测器110。触觉系统100还包括柔性关节触觉效果数据库115，从该柔性关节触觉效果数据库115获得每个与移动相关的交互中的至少一个对应的触觉效果，以及将触觉效果施加到个人的柔性关节附近的触觉输出设备135、137、139。触觉效果传达了在个人的柔性关节处复杂柔性关节移动的错觉。例如，通过使用在个人的臀部、膝盖和/或脚踝附近穿戴的触觉输出设备来施加触觉效果，探索在丛林中的虚拟现实环境的个人将感觉到仿佛虚拟现实中的化身所经历的那样他/她的双腿正在以相同的真实感(例如，在山丘上的抵抗力、踩在岩石上等等)移动。如果化身发射武器，那么可以通过使用穿戴在个人的肩膀、肘部和/或腕部附近的触觉输出设备施加触觉效果来将枪支的后坐力传递给个人。触觉系统100还可以包括触觉渲染器130。检测器110、柔性关节触觉效果数据库115和触觉渲染器130可以位于触觉主机系统105中。触觉主机系统105可以电连接到定位在个人身上的机电致动器135/137/139。但是，示例实施例不限于此。例如，检测器110可以与触觉主机系统105分开。事件可以是实时发生的事件、远程发生的事件、虚拟事件或其组合。例如，事件可以通过虚拟现实系统或增强现实系统发生。在示例实施例中，触觉系统100可以处于虚拟现实系统或增强现实系统中。作为另一个示例，事件可以实时发生，但是来自远程位置，诸如在体育赛事的广播期间。因此，事件可以在游戏、体育赛事广播、手术或涉及用户导航的环境期间发生。检测器110被配置为接收事件的指示，并且检测在事件中发生的与移动相关的交互。在示例实施例中，检测器110可以从在事件期间的音频和/或视觉提示检测与移动相关的交互。与移动相关的交互可以是与移动相关的任何交互，诸如投掷、踢、抓、推、拉、被推、被拉、跑、到达(reaching)、摆动等等。与移动相关的交互可以由个人、机器人、化身(个人的图形表示)或其组合经历。从柔性联合触觉效果数据库115获得与由检测器110检测到的与移动相关的交互对应的一个或多个触觉效果。柔性关节触觉效果数据库115是用于渲染触觉的触觉效果的数据库，该触觉创建由柔性关节实现的复杂感移动(外展、内收、伸展、屈曲和/或旋转)感知。触觉效果可以是振动触感触觉效果、变形触觉效果、静电摩擦触觉效果或其组合。从柔性关节触觉效果数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉系统，包括：检测器，被配置为接收事件的指示并检测事件中与移动相关的交互；以及触觉输出设备，用于接近个人的柔性关节施加触觉效果，触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库获得的。

【技术特征摘要】
2017.06.05 US 15/613,5561.一种触觉系统，包括：检测器，被配置为接收事件的指示并检测事件中与移动相关的交互；以及触觉输出设备，用于接近个人的柔性关节施加触觉效果，触觉效果与移动相关的交互对应并且是从柔性关节触觉效果数据库获得的。2.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉效果通过引发标称柔性关节移动来传达在个人的柔性关节处的复杂柔性关节移动的错觉。3.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉系统是虚拟现实系统或增强现实系统。4.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉效果是在个人的柔性关节处施加的。5.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉效果是在个人的柔性关节附近施加的。6.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉输出设备(i)接近个人的第一肢体上的第一柔性关节，并且(ii)接近个人的第一柔性关节以第一模式施加第一触觉效果，触觉输出设备(i)接近个人的第一肢体的第二柔性关节，并且(ii)接近个人的第二柔性关节以第二模式施加第二触觉效果，以及第一触觉效果和第二触觉效果共同传达第一肢体的三维(3D)的柔性关节移动的错觉。7.如权利要求6所述的触觉系统，其中第一模式与第二模式同时发生或重叠。8.如权利要求6所述的触觉系统，其中第二模式与第一模式是顺序的。9.如权利要求1所述的触觉系统，其中触觉输出设备是压电致动器或电活性聚合物(EAP)致动器。10.如权利要求9所述的触觉系统，其中压电致动器是陶瓷致动器或大纤维复合材料(MFC)致动器。11.一种在启用了触觉的系统中渲染触觉的方法，包括：检测事件中与移动相关的交互；以及使用触觉输出设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·克鲁兹埃尔南德斯，
申请(专利权)人：意美森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US