在最近的一篇名為《VRHapticDrones： Providing Haptics in Virtual Reality through Quadcopters》的科學出版物中，來自慕尼黑大學，達姆施塔特大學，韋爾斯利學院，杜伊斯堡大學，埃森大學和雷根斯堡大學的研究人員為無需穿戴設備的VR觸覺反饋提供了可編程四軸飛行器系統(tǒng)解決方案。

  這些專門設計的無人機配備了獨特的可觸摸表面，并跟蹤用戶位置，為虛擬物體提供實時懸停觸覺反饋。這些反饋可以包括從固定物體（例如咖啡杯和椅子）到移動物體（例如野生動物和各種射彈物）的任何物品。

  利用OptiTrack動捕系統(tǒng)的12個Flex 3相機覆蓋的總空間大小為4米×4米×3米，VRHapticDrones系統(tǒng)能夠跟蹤VR頭顯、多個四軸飛行器以及用戶自定義的身體部位，100Hz的采樣頻率讓VRHapticDrones后端具有毫米級精度。安裝在Oculus Rift頭顯前部的Leap Motion跟蹤傳感器可跟蹤用戶的手，使其能夠與浮動的無人機自然交互。

  這套系統(tǒng)使用了Parrot Rolling Spider品牌的四軸飛行器，每個都改裝有各種由薄紗織物覆蓋物組成的可觸摸表面。

  該團隊的目標是提供三種類型的VR觸覺反饋：被動、主動和定位觸覺代理。為了幫助展示可跟蹤四軸飛行器的功能，研究人員開發(fā)了一段的水下VR體驗，展示了所有三種形式的反饋。體驗在一個光線稀疏的水下環(huán)境中，這個環(huán)境完全由一個發(fā)光的球體進行照明。在探索環(huán)境之后，玩家可以伸出手并感受到球體的阻力，這是由被封閉的四軸飛行器在其VR對應物的精確位置上被動地浮動所提供的。

  然后將玩家引入他們的第一個主動VR觸覺反饋，這是一種好奇的鯊魚，在進入用話劇附近時會直接游向用戶。當生物在VR中與用戶接觸時，安裝有類似于鯊魚鼻子的物理表面的四軸飛行器向用戶漂浮并在同一時間進行物理接觸，從而放大了交互的整體影響。

  觸覺反饋的最終形式，定位觸覺代理，結(jié)合主動和被動探索，以創(chuàng)建用戶可以直接與之交互的輕量級的“token”。在這個演示中，“token”被表示為懸掛在魚鉤上的一個小蟲子。這只蠕蟲只是漂浮在半空中的另一只被包裹的無人機，玩家可以抓住該物體并將其保持在游戲中的固定位置。

  在適用的用例場景方面，研究人員相信VRHapticDrones系統(tǒng)可以在眾多行業(yè)中提供幫助。

  “在游戲中，玩家可能會被要求打開一扇門（被動反饋）。當門打開時，箭頭會從門后向玩家射擊（主動反饋）”，該團隊在他們的出版物中說。“為了停止用箭射擊，玩家必須從裝置中拔出彈簧以解除箭頭陷阱的武裝。”

  “我們還設想了建筑和設計領域的應用場景。汽車設計師可以在設計過程中受益于VRHapticDrones，而潛在客戶可以在訂購之前虛擬觸摸（被動反饋）他們的新車。

  雖然VRHapticDrones系統(tǒng)是VR觸覺反饋問題的一個令人印象深刻的解決方案，但確實存在限制。例如，當前平臺仍然需要將反射標記附接到用戶的身體上的某些部分以便提供全身跟蹤。該團隊還將他們的實驗限制在一個四軸飛行器上，以便調(diào)節(jié)飛行控制組件的復雜性，盡管集成到系統(tǒng)中的藍牙堆棧應該同時支持多達五個無人機。