Teknologi "Skin VR" Berikan Pengalaman Sensasi Sentuhan di Dunia Maya

Meningkatkan pengalaman virtual dengan sensasi sentuhan telah menjadi angan-angan para ilmuwan sejak lama. Saat ini para peneliti telah mengembangkan sistem antarmuka haptik nirkabel canggih yang dikenakan di tangan dan bisa memberikan pengalaman sentuhan yang kentara di dunia metaverse.

Meningkatkan pengalaman virtual dengan sensasi sentuhan telah menjadi topik perbincangan hangat, namun perangkat haptik saat ini biasanya memiliki dimensi yang besar dan jalinan kabel yang kusut.

Untuk menghilangkan semua hambatan itu, sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti City University of Hong Kong (CityU) baru-baru ini mengembangkan sistem antarmuka haptik nirkabel canggih yang disebut WeTac.

WeTac dikenakan di tangan dan memiliki keunggulan seperti memiliki fitur lembut, ultra tipis, dan sanggup mengumpulkan data sensasi sentuhan yang dipersonalisasi untuk memberikan pengalaman sentuhan yang kentara di dunia metaverse.

Semua itu menjadikan sistem ini memiliki potensi aplikasi yang amat luas dalam permainan, olahraga dan pelatihan keterampilan, aktivitas sosial, serta kontrol robot jarak jauh.

"Umpan balik sentuh memiliki potensi besar, bersama dengan informasi visual dan audio, dalam virtual reality (VR), jadi kami terus berusaha membuat antarmuka haptik lebih tipis, lebih lembut, lebih ringkas, dan nirkabel, sehingga dapat digunakan secara bebas di tangan, seperti kulit kedua," kata Dr Yu Xinge, associate professor di Departemen Teknik Biomedis (BME) di CityU, yang memimpin penelitian ini.

Bersama dengan Li Wenjung, ketua profesor di Departemen Teknik Mesin (MNE), Dr Wang Lidai, associate professor di Departemen Teknik Biomedis (BME) dan kolaborator lainnya, tim Dr Yu mengembangkan WeTac, sebuah perangkat ultra-fleksibel, nirkabel, sistem skin VR terintegrasi. Temuan penelitian tersebut dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature Machine Intelligence sebagai artikel utama dengan judul Encoding of tactile information in hand via skin-integrated wireless haptic interface edisi pertengahan Desember ini.

Skin VR yang ringan, nirkabel, dan ringkas saat dipakai ini amat praktis jika dibandingkan dengan sarung tangan haptik saat ini yang dimensinya amat besar karena bergantung pada pompa besar dan saluran udara, ditenagai dan dikontrol melalui sekumpulan kabel dan kabel, yang sangat menghambat pengalaman imersif pengguna VR dan augmented reality (AR).

WeTac yang baru dikembangkan mengatasi kekurangan ini dengan sistem elektrotaktil nirkabel yang lembut, sangat tipis, dan terintegrasi dengan kulit. Sistem ini terdiri dari dua bagian: unit driver lunak miniatur yang dipasang ke lengan bawah sebagai panel kontrol, dan tambalan (patch) tangan elektroda berbasis hidrogel sebagai antarmuka haptik.

Seluruh unit driver memiliki berat hanya 19,2 gram dan cukup kecil (5cm x 5cm x 2,1mm) untuk dipasang di lengan. Semua ini terkoneksi menggunakan komunikasi nirkabel Bluetooth rendah energi (BLE) dan baterai lithium-ion kecil yang dapat diisi ulang. Sedangkan tambalan tangan hanya setebal 220 µm hingga 1mm, dengan elektroda di telapak tangan. Ini menunjukkan fleksibilitas yang luar biasa dan menjamin umpan balik yang efektif dalam berbagai pose dan gerak tubuh.

"Stimulasi elektrotaktil adalah metode yang baik untuk memberikan sentuhan virtual yang efektif bagi pengguna," jelas Dr Yu. "Namun, karena individu memiliki kepekaan yang berbeda, kekuatan umpan balik yang sama mungkin dirasakan berbeda di tangan pengguna yang berbeda. Jadi, kami perlu menyesuaikan parameter umpan balik yang sesuai untuk menyediakan alat universal bagi semua pengguna untuk menghilangkan hambatan utama lainnya dalam teknologi haptik saat ini," imbuh dia.

Fitur ultra-lunak dari WeTac memungkinkan arus ambang mudah dipetakan bagi pengguna individu untuk menentukan parameter yang dioptimalkan untuk setiap bagian tangan. Berdasarkan data ambang yang dipersonalisasi, umpan balik elektrotaktil dapat dikirim ke bagian tangan mana pun sesuai permintaan dalam rentang intensitas yang tepat untuk menghindari rasa sakit atau terlalu lemah untuk dirasakan.

Dengan cara ini, informasi taktil virtual, termasuk sekuens spasial dan temporal, dapat direproduksi dengan tepat di seluruh tangan.

Tambalan WeTac dikenakan di tangan untuk memberikan pola umpan balik spatio-temporal yang dapat diprogram, dengan 32 piksel stimulasi elektrotaktil di telapak tangan, bukan di ujung jari saja. Jarak pusat-ke-pusat rata-rata antara elektroda adalah sekitar 13mm, memberikan cakupan yang luas di seluruh tangan.

Perangkat ini memiliki beberapa fitur keselamatan bawaan untuk melindungi pengguna dari sengatan listrik, dan suhu perangkat dipertahankan dalam kisaran yang relatif rendah antara 27 hingga 35,5°Celsius untuk menghindari ketidaknyamanan termal selama pengoperasian terus-menerus.

Beragam Aplikasi

Sejauh ini WeTac telah berhasil diintegrasikan ke dalam skenario VR dan AR, dan disinkronkan dengan tangan robotik melalui komunikasi BLE. Dengan ukuran mini, format yang dapat dikenakan dan nirkabel serta strategi umpan balik yang berorientasi sensitivitas, WeTac membuat umpan balik taktil di tangan jauh lebih mudah dan ramah pengguna.

Pengguna dapat merasakan objek virtual dalam berbagai skenario, seperti menggenggam bola tenis dalam pelatihan olahraga, menyentuh kaktus, atau merasakan mouse berjalan di tangan dalam aktivitas sosial, game virtual, dan lain-lain.

"Kami percaya bahwa ini adalah alat yang ampuh untuk memberikan sentuhan virtual, dan menginspirasi pengembangan metaverse, antarmuka manusia-mesin (HMI), dan bidang lainnya," pungkas Dr Yu. ils/I-1

Menggunakan Teknologi Pengenalan Wajah dalam VR

Wajah kita dapat membuka kunci ponsel cerdas, menyediakan akses ke gedung yang aman, dan mempercepat pemeriksaan paspor di bandara, memverifikasi identitas kita untuk berbagai tujuan.

Menyikapi hal itu, sejumlah tim peneliti internasional dari Australia, New Zealand, dan India, kini telah membawa teknologi pengenalan wajah ke tingkat berikutnya yaitu dengan menggunakan ekspresi seseorang untuk memanipulasi objek dalam pengaturan virtual reality (VR) tanpa menggunakan pengontrol genggam atau panel sentuh.

Temuan penelitian ini telah dipublikasikan di International Journal of Human-Computer Studies pada edisi pertengahan Februari lalu.

Dalam studi pertama dunia yang dipimpin oleh peneliti dan pakar interaksi komputer manusia dari University of Queensland, Dr Arindam Dey, menggunakan teknik pemrosesan saraf untuk menangkap ekspresi senyum, cemberut, dan rahang terkatup dari seseorang dan menggunakan setiap ekspresi untuk memicu tindakan tertentu dalam lingkungan VR.

"Motivasi utama dari pekerjaan ini adalah membuat metaverse lebih mudah diakses dan inklusif," kata Dr Dey. "Pada saat yang sama, ekspresi wajah juga dapat digunakan untuk memungkinkan interaksi seperti berciuman dan meniupkan udara dalam lingkungan virtual dengan cara yang lebih realistis dari sekarang," imbuh dia.

Salah satu peneliti yang terlibat dalam eksperimen tersebut, Profesor Mark Billinghurst dari University of South Australia, mengatakan bahwa sistem tersebut telah dirancang untuk mengenali berbagai ekspresi wajah melalui headset EEG.

"Senyum digunakan untuk memicu perintah 'bergerak'; mengerutkan kening untuk perintah 'berhenti' dan mengepal untuk perintah 'aksi', sebagai pengganti pengontrol genggam yang melakukan tindakan ini," kata Profesor Billinghurst.

"Pada dasarnya kami menangkap ekspresi wajah yang umum seperti kemarahan, kebahagiaan, dan keterkejutan, lalu mengimplementasikannya dalam lingkungan VR," imbuh dia.

Para peneliti merancang tiga lingkungan virtual yaitu bahagia, netral, dan menakutkan, serta mengukur kondisi kognitif dan fisiologis setiap orang saat mereka berinteraksi dalam setiap skenario.

Dengan mereproduksi tiga ekspresi wajah universal yaitu senyuman, cemberut, dan kepalkan tangan, mereka mengeksplorasi apakah perubahan di lingkungan memicu salah satu dari tiga ekspresi, berdasarkan respons emosional dan fisiologis.

Misalnya, di lingkungan yang bahagia, pengguna ditugasi bergerak melintasi taman untuk menangkap kupu-kupu dengan jaring. Pengguna bergerak ketika mereka tersenyum dan berhenti ketika mereka mengerutkan kening.

Di lingkungan netral, pengguna ditugaskan untuk menavigasi sebuah bengkel untuk mengambil barang-barang yang berserakan. Rahang yang terkatup memicu tindakan - dalam hal ini mengambil setiap objek - sementara perintah gerakan mulai dan berhenti dimulai dengan senyuman dan cemberut.

Ekspresi wajah yang sama digunakan di lingkungan yang menakutkan, di mana para pengguna menavigasi skenario bertualang di sebuah pangkalan bawah tanah untuk menembak zombie.

"Secara keseluruhan, kami mengharapkan kontroler genggam bekerja lebih baik karena merupakan metode yang lebih intuitif daripada ekspresi wajah, namun orang melaporkan merasa lebih senang dalam pengalaman VR yang dikendalikan oleh ekspresi wajah," ucap Profesor Billinghurst seraya mengatakan bahwa mengandalkan ekspresi wajah dalam pengaturan VR adalah kerja keras bagi otak, tetapi memberi pengguna pengalaman yang lebih realistis.

"Mudah-mudahan dengan penelitian lebih lanjut kita bisa membuatnya lebih ramah pengguna (user friendly)," ujar dia.

Selain menyediakan cara baru untuk menggunakan VR, teknik ini juga akan memungkinkan penyandang disabilitas, termasuk orang yang diamputasi dan mereka yang menderita penyakit neuron motorik, untuk berinteraksi secara handsfree di VR, tidak perlu lagi menggunakan pengontrol yang dirancang untuk orang yang sepenuhnya mampu.

Para peneliti juga mengatakan teknologi itu juga dapat digunakan untuk melengkapi pengontrol genggam di mana ekspresi wajah adalah bentuk interaksi yang lebih alami. ils/I-1