透過控制皮膚變形分佈實現情感虛擬實境握手

核心概念

本研究開發了一種可穿戴觸覺裝置，透過模擬握手過程中皮膚的變形分佈，實現虛擬實境中情感表達的觸覺回饋。

摘要

情感虛擬實境握手：透過控制皮膚變形分佈

本研究論文介紹了一種創新的虛擬實境（VR）握手系統，該系統透過控制皮膚變形分佈來傳達情感。傳統的數位通訊工具缺乏觸覺等非語言資訊，而觸覺對於傳達意圖和情感至關重要。為了解決這個問題，本研究開發了一種可穿戴裝置，可以重現分佈式的觸覺資訊。
研究方法
研究人員開發了一種可穿戴裝置，該裝置具有手指關節角度測量功能和皮膚變形呈現功能。透過測量參與者在握手過程中的手指彎曲運動和手掌壓力，系統可以根據這些數據調整觸覺刺激的強度和分佈。
情感表達
為了研究情感與握手動作之間的關係，研究人員進行了一項實驗，要求參與者透過 VR 握手來表達不同的情感，例如憤怒、快樂、放鬆和悲傷。實驗結果顯示，不同的情感會導致不同的握手動作，例如握力、握力速度、擺動範圍、擺動速度和握手持續時間。
系統演示
研究人員基於實驗結果，建構了一個 VR 握手系統演示，該系統可以根據不同的情感呈現不同的握手動作。參與者可以透過該系統體驗到結合視覺和觸覺感受的虛擬握手。

本研究的主要貢獻在於開發了一種可穿戴觸覺裝置，可以重現握手過程中皮膚的變形分佈，並透過實驗證明了情感與握手動作之間的關係。該系統可以應用於虛擬實境、遠端通訊和社交互動等領域，以增強情感表達和溝通體驗。

從以下內容提煉的關鍵洞見

Emotional VR handshake by controlling skin deformation distribution

by Shun Watatan... 於 arxiv.org 11-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.05127.pdf

深入探究

除了握手之外，還有哪些其他形式的觸覺互動可以用於虛擬實境中情感的表達？

除了握手，虛擬實境中還有許多其他形式的觸覺互動可以用於情感表達，以下列舉幾種：

擁抱 (Hugging): 擁抱是一種普遍表達愛意、安慰和支持的動作。透過觸覺回饋裝置，使用者可以感受到虛擬擁抱的力度和溫度，進而感受到被關懷的情感。
輕拍 (Patting): 輕拍可以用於表達鼓勵、安慰或友好的情感。虛擬實境中的輕拍可以透過震動馬達模擬，並根據輕拍的位置和力度傳達不同的情感。
牽手 (Holding hands): 牽手是一種親密和信任的表現。在虛擬實境中，使用者可以透過觸覺回饋裝置感受到虛擬牽手的觸感，進而感受到與虛擬角色或其他使用者之間的連結。
觸碰臉頰 (Touching face): 輕柔地觸碰臉頰可以表達愛意、關懷或安慰。虛擬實境中的觸碰可以透過觸覺回饋裝置模擬，並根據觸碰的位置和力度傳達不同的情感。
物品传递 (Object transfer): 在虛擬實境中传递物品時，可以透過觸覺回饋裝置模擬物品的重量、材質和溫度，讓使用者感受到更真實的互動體驗，並透過不同的觸感傳遞情感，例如遞出冰冷物品表達憤怒，遞出溫暖物品表達關懷。
需要注意的是，設計有效的觸覺互動需要考慮文化差異和個人接受程度，才能更準確地傳達情感。

過於逼真的觸覺回饋是否會讓使用者感到不適或產生負面情緒？

的確，過於逼真的觸覺回饋有可能讓使用者感到不適或產生負面情緒，主要原因如下：

恐怖谷效應 (Uncanny Valley): 當虛擬人物或物件的外觀和動作非常接近真實，但卻存在微妙差異時，人們會對此感到不安和反感。觸覺回饋也可能產生類似效應，過於逼真但卻不完美的觸感反而會讓使用者感到不舒服。
個人空間和觸碰禁忌 (Personal space and touch taboo): 不同文化和個人對於觸碰的接受程度不同。過於逼真的觸覺回饋可能會侵犯使用者的個人空間，或觸犯其文化背景下的觸碰禁忌，導致使用者感到不適或產生負面情緒。
感官超載 (Sensory overload): 虛擬實境本身就充滿了視覺和聽覺刺激，如果再加上過於逼真的觸覺回饋，可能會導致使用者感官超載，感到疲勞、焦慮或產生其他負面情緒。
為了避免這些問題，開發者需要在設計觸覺回饋時，考慮以下幾點：

循序漸進地增加逼真度: 先從較為簡單和抽象的觸覺回饋開始，讓使用者逐漸適應，再逐步提高逼真度。
提供調整選項: 讓使用者可以根據自己的喜好和接受程度，調整觸覺回饋的強度、頻率和模式。
尊重文化差異和個人界限: 在設計觸覺互動時，需要考慮不同文化背景和個人對於觸碰的接受程度，避免冒犯使用者。
總之，觸覺回饋在虛擬實境中具有巨大的潛力，但開發者需要谨慎地設計和應用，才能避免產生負面影響，為使用者帶來更舒適和愉悅的體驗。

虛擬實境技術的發展如何促進人類情感交流的演變？

虛擬實境技術的發展正在深刻地影響人類情感交流的方式，主要體現在以下幾個方面：

突破物理限制，拓展情感表達途徑: 虛擬實境技術打破了時間和空間的限制，讓人們可以隨時隨地與遠方的親朋好友進行情感交流。同時，虛擬環境中豐富的互動方式也為情感表達提供了更多可能性，例如虛擬禮物贈送、虛擬環境共建等。
增強情感體驗，促進親密關係建立: 虛擬實境技術可以創造沉浸式的體驗，讓人們更容易產生身臨其境的感覺，進而更容易被虛擬環境中的情感表達所感染。例如，虛擬擁抱、牽手等觸覺互動可以增強親密感，促進親密關係的建立。
提供安全的情感練習場，提升社交技能: 對於一些社交恐懼症患者或社交技能欠缺的人來說，虛擬實境可以提供一個安全的練習場，讓他們在沒有壓力的環境下練習社交技巧，學習如何表達情感和理解他人的情感。
促進跨文化理解，構建情感共同體: 虛擬實境技術可以讓不同文化背景的人們在虛擬世界中相遇、互動，體驗彼此的文化和情感表達方式，促進跨文化理解，構建更具包容性的情感共同體。
然而，我們也要意識到虛擬實境技術對人類情感交流的潛在負面影響：

弱化現實社交，造成情感依賴: 過度沉浸於虛擬世界可能會導致人們忽視現實社交，對虛擬情感產生過度依賴，影響現實生活中的人際關係。
虛擬身份與真實情感的割裂: 虛擬世界中人們可以輕易地偽裝自己的身份和情感，這可能會導致虛擬身份與真實情感的割裂，影響人們對真實情感的理解和表達。
總而言之，虛擬實境技術的發展為人類情感交流帶來了新的机遇和挑戰。我們需要在享受技術便利的同時，保持理性和警惕，避免其潛在的負面影響，讓虛擬實境技術更好地服務於人類情感交流，促進人與人之間的理解和連結。