# 不用出门就能摸遍万物，这个「机械手套」帮你实现了

- 作者：沈星佑
- 发布时间：2019-08-22 17:13
- 分类：产品、公司
- 原文：https://www.ifanr.com/1250659

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对于一个坐飞机时常被安排在安全门旁边坐的人来说，如何在紧急状态、经机组人员允许的前提下顺利打开舱门，应该是世界上最纸上谈兵的事情。

乘客违规打开飞机舱门或安全门导致延误，是民航最常见的迷惑行为之一，毕竟每开一次门，就要面临十万甚至几十万的罚款。

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最近通过一套 VR 设备和一双力反馈手套，我终于在虚拟世界里体验到如何开关飞机舱门，一定程度地满足了我多年的心愿。

### 可以模拟「柔性触感」的机械外骨骼机器人

今年 6 月，位于深圳的 Dexta Robotics（岱仕科技，下文简称 Dexta）发布了集成动作捕捉和力反馈功能为一体的机械手套——Dexmo 力反馈手套。

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▲ 图片来自：Dexta Robotics



Dexmo 力反馈手套是一款无线便携的设备，单个重量仅为 290 克，通过将 5 个力反馈装置、11 个动作捕捉传感器、可充电电池，以及整个控制系统集成一体，从而让人在虚拟世界中用自己的双手去体会拟真实的触感。

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虽说是手套，但 Dexmo 实际上是一个专为手部设计的机械外骨骼结构机器人。

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设备通过一根绑带包裹掌心从而固定在手掌上，五根手指的外骨骼通过魔术贴绑带或橡胶指套与手指相连。

与手背贴合的垫子，为了做到防滑和舒适，使用了定制的防水布和记忆海绵。

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戴上 Dexmo 后，手掌依然可以灵活地握拳、张开。由于每个人的手掌大小、手指长短都不一样，因此初次使用 Dexmo 需要通过几个步骤记录手掌数据。

**在使用 Dexmo 的过程中，手部动作会被手套收集，并用来在虚拟空间重建出准确的手部模型，再将现实中手部的动作完整地映射在虚拟世界中。**

这就是 Dexmo 的工作原理。

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在体验一个模拟水滴冲击手心的场景中，我们带上手套，先去「拧开水龙头」感受旋钮的形状，接着手掌朝上自然地张开，虚拟世界里的水龙头打开后，屏幕上显示水滴在手指上。

与此同时，现实世界中的 Dexmo 会牵引手指，模拟水滴到手指上的触感。

虚拟空间里的水流变大，手指所体验到的触感也会跟着增强。

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Dexmo 不仅可以模拟抓握感，还可以传递虚拟物体的大小、形状和软硬。我们尝试「握持」了圆形、方块等不同类型的物体。

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模拟手持跳动的心脏，可以让大家体验做外科手术医生（或者汉尼拨）的感觉。

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让人印象深刻的是，手捏橡皮尖叫鸡的虚拟体验中，我们发现在现实世界中明明是在「捏空气」，指尖却可以明显地体会一种「在捏柔软橡皮」的触感。

这属于力反馈中的「柔性反馈」。从手套的工作原理来讲，就是当我在「捏橡皮尖叫鸡」时，Dexmo 不仅需要在某个位置停住我的手，还需要在这个基础上让电机输出弹性的力反馈。

Dexta 的创始人谷逍驰告诉我们，Dexmo 是同类型的手套产品中唯一一个可以做到柔性反馈的，因此可以为用户模拟出「触摸柔性物体」的体验。

也就是说，Dexmo 手套在某种程度上也是可以模拟触摸皮肤等触感的。

Dexta 目前已经根据不同的场景开发了相应的模组，比如钢琴键、电钻按钮就有着不同的触感，也会有不同的模组。在虚拟世界中搭建类似的场景时，直接调用这些模组即可。

Dexmo 还配有完整易用的 SDK 开发支持，适配所有主流的 VR / MR 头戴式显示器和定位系统。在经过配置后，即可完成手部模型位置和姿态的显示。SDK 也预设了按钮、旋钮、拉杆等独立的交互模块。

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因此戴上 VR 头显和 Dexmo 力反馈手套，我们可以在仿真的虚拟世界里，体验到逼真的触感，完成各类场景中精细的动作，甚至可以在虚拟世界中实现触摸屏的场景。

可以说，Dexta 让虚拟世界拥有了更加简单、真实的交互。

### 一款可量产的力反馈手套

虚拟现实、增强现实的技术发展至今，依然是通过声音和影像来迷惑我们的感官。

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▲ vive 头显



目前主流的 VR、MR 设备的外设绝大多数都是手柄，不仅操控的学习成本较高，与现实世界中的交互方式也不相符。

触觉是目前让 VR、MR 更具有真实感、沉浸感的下一个关键。

然而现有的触觉交互，大多是依靠单点震动反馈来实现，这样的触感不够真实，也不能牵引手指的活动。

近些年来，从游戏厂商到初创公司、实验室，我们所能看到的触觉交互产品并不少。

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▲ 索尼今年公布的一个专利



其中索尼在 1997 年为 PlayStation 推出了带有震动功能的手柄，这是力反馈第一次被应用到游戏外设中。在今年 5 月，索尼公布了最新款「触觉力反馈手套」的专利。

我们所见的触觉交互产品，基本都是通过震动马达、压缩气体、冷热元件等材料提供触觉。然而绝大部分都不属于力反馈手套。

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▲ 图片来自：Dexta Robotics



Dexmo 力反馈手套通过软件和硬件的结合，能够提供丰富精细的触觉交互，但更重要的一点是：**它已经可以量产**。

Dexmo 力反馈手套结合 VR 设备，可以应用的场景包括游戏娱乐、教育科研、医疗康复、行业培训等不同的领域。

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▲ 图片来自：Dexta Robotics



目前 Dexmo 主要面向企业级用户，用于培训场景。这款手套正慢慢出现在新能源电池维修培训、产线工人组装培训、航空驾驶舱训练模拟、核电站高危场景培训等场景中。

而文章开头所说到的操控飞机舱门培训，是 Dexta 目前与国内某航空公司正在合作的机组人员培训项目中的一个小 demo。

在工厂产线、高危作业的场景中，传统的培训方式不外乎是看纸质资料、培训视频，或者课堂教学，然而这些纸上谈兵的培训方式效率低下，也很难评估真实的培训效果。

使用 VR、MR 进行培训已经是不少企业的选择，让员工在仿真的场景中进行培训，不仅可以提高培训效率，节省成本，还能从源头上减少生产事故。

### VR / MR 的下一代交互界面

也许有读者会提出疑问，为什么不做成全覆盖的手套呢？

Dexta 的回答是：这是一个在 2016 年就被我们摒弃的方案。其中一个原因就是全覆盖的手套没法做到兼容不同人的手，长时间使用的体验也不好。

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▲ 图片来自：Dexta Robotics



在 Dexta 位于深圳的办公室里，我们见到了历代 Dexmo 力反馈手套。Dexta 从 2014 年开始研发设计力反馈手套，并在 2016 年发布了初代产品，早期手套的重量甚至高达 400 克。

Dexta 表示，他们在迭代力反馈手套的过程中，电机系统与供应链系统的磨合是其中的一个大难题。

手套中一个关键的部件是舵机，他们在改进舵机细节的过程中，曾经在工厂住了八个月，最终让工厂按照他们的设计和需求，生产出了之前完全没做过的产品。

因此这款手套上的力反馈模块（电机），还有基于设备的手部交互物理引擎（也就是软件），以及 Dexta 所搭建的供应链体系和生产能力，成为了这家初创机器人公司目前的产品壁垒。

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▲ 图片来自：Dexta Robotics



Dexta 现在的定位是设计和制造交互系统，其创始人谷逍驰认为，他们所开发的力反馈手套，对 VR、MR 系统来说，相当于智能手机的触控屏。

起源于 iPhone 的电容屏触摸交互技术，让不识字的小孩刚上手就能使用智能手机，现在的 VR、MR 系统就像 iPhone 面世前的按键智能手机一样，它们可以用，但不好用。而 Dexmo 力反馈手套可以让用户在 VR、MR 场景中自然地使用双手，提升沉浸感。

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总的来说，VR 在 2014 年被推上风口，在经历了资本追逐和泡沫破灭后，如今已经逐渐回归技术本身，资本也相对冷静、理智。就目前而言，VR 产品笨重的头显、恼人的线材、不足的分辨率和 GPU 渲染能力弱这些硬件问题依然有待解决。

而这款 Dexmo 力反馈手套，是近两年来少有的让我们感到惊喜的 VR、MR 相关产品，它不仅做到了无线、轻便，还是一个可以量产的新交互系统，是能够让 VR、MR 有全新用户体验的技术产品。