Altering Perceived Softness of Real Rigid Objects by Restricting Fingerpad Deformation
Altering Perceived Softness of Real Rigid Objects by Restricting Fingerpad Deformation
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通过限制指板变形来改变真实刚性物体的感知柔软度
DOI：
10.1145/3472749.3474800
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lopes, Pedro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tao, Yujie;Teng, Shan-Yuan;Lopes, Pedro
我们提出了一种触觉设备，改变了感知的柔软性的真实的刚性对象，而不需要仪器的对象。相反，我们的触觉设备的工作原理是通过挤压手指垫侧面的中空框架来限制用户的手指垫横向变形。这使得指垫变得比原来更凸出当用户用他们现在受限的指垫触摸物体表面时，他们会感觉到物体比原来更柔软。为了说明我们的设备引起的柔软错觉的程度，触摸木制橡皮擦的尖端会感觉像橡皮擦一样柔软。我们的触觉设备通过使用马达拉动中空框架来操作。与大多数可穿戴触觉设备不同，这些设备覆盖用户的指垫以产生力感，我们的设备在保持指垫中心自由的同时产生柔软性，这使得用户能够感受到他们正在与之交互的大部分对象。这使得我们的设备在改变日常物品的柔软度方面做出了独特的贡献，通过软化现有设备或有形物体的突起来创建“按钮”，甚至改变VR手持道具的柔软度。最后，我们通过两项研究验证了我们的设备：（1）心理物理学研究表明，该设备可以将50 A-90 A之间的任何物体的感知柔软度降低到40 A左右（以海岸A硬度计）;以及（2）用户研究表明，参与者更喜欢我们的设备用于利用触觉道具的交互式应用，例如使VR道具感觉更柔软，或者使刚性3D打印遥控器的按钮感觉更柔软。
We propose a haptic device that alters the perceived softness of real rigid objects without requiring to instrument the objects. Instead, our haptic device works by restricting the user's fingerpad lateral deformation via a hollow frame that squeezes the sides of the fingerpad. This causes the fingerpad to become bulgier than it originally was—when users touch an object's surface with their now-restricted fingerpad, they feel the object to be softer than it is. To illustrate the extent of softness illusion induced by our device, touching the tip of a wooden chopstick will feel as soft as a rubber eraser. Our haptic device operates by pulling the hollow frame using a motor. Unlike most wearable haptic devices, which cover up the user's fingerpad to create force sensations, our device creates softness while leaving the center of the fingerpad free, which allows the users to feel most of the object they are interacting with. This makes our device a unique contribution to altering the softness of everyday objects, creating “buttons” by softening protrusions of existing appliances or tangibles, or even, altering the softness of handheld props for VR. Finally, we validated our device through two studies: (1) a psychophysics study showed that the device brings down the perceived softness of any object between 50A-90A to around 40A (on Shore A hardness scale); and (2) a user study demonstrated that participants preferred our device for interactive applications that leverage haptic props, such as making a VR prop feel softer or making a rigid 3D printed remote control feel softer on its button.
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