德國最新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 使人感覺上變成動(dòng)物的身體

變成一只老虎、一只蜘蛛、一只蝙蝠是什么感覺?最新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了這種可能。德國杜伊斯堡埃森大學(xué)的科學(xué)家們現(xiàn)在可以誘使你的大腦產(chǎn)生‘幻覺’，讓你認(rèn)為自己正住在動(dòng)物的身體里。這種‘幻覺’，來源于人類的一種認(rèn)知錯(cuò)覺。

20 世紀(jì) 90 年代，美國科學(xué)家做過一個(gè)著名的‘橡膠手錯(cuò)覺’實(shí)驗(yàn)。受試者的一只真手被藏起來，在面前的是一只假橡膠手。但當(dāng)研究人員用刷子同時(shí)刷動(dòng)假手和真手時(shí)，受試者會(huì)‘感覺’假手被刷，真手溫度會(huì)下降。

▲ 圖片來自：YouTube

一段時(shí)間后，不碰真手只碰橡膠手，受試者也會(huì)‘感覺’到被觸碰。

其實(shí)這不難理解，大腦很容易被欺騙，所以我們才會(huì)產(chǎn)生視錯(cuò)覺、聽錯(cuò)覺、觸錯(cuò)覺。

有一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子：看演講臺(tái)上的人做報(bào)告，我們會(huì)覺得聲音是從前邊傳來的，閉上眼睛就會(huì)發(fā)現(xiàn)，聲音其實(shí)是從旁邊的擴(kuò)音器中來的。

當(dāng)后來 VR 加入其中，外部感覺刺激和身體內(nèi)部反應(yīng)的互動(dòng)更強(qiáng)，虛擬就能變得更‘真實(shí)’了。

譬如當(dāng)人們戴上 VR 眼鏡俯身時(shí)，可以看到自己變成猩猩的身體，當(dāng)這個(gè)虛擬身體被戳?xí)r，自己的身體也會(huì)感覺同一個(gè)地方被戳。

▲ 圖片來自：《猩球崛起》

但是要實(shí)現(xiàn)全身幻象，還要讓和真實(shí)身體完全不匹配的虛擬身體移動(dòng)時(shí)，就很難了。

長(zhǎng)期以來，研究人員都以為只有在使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的特殊控制實(shí)驗(yàn)室中，才能感受到全身幻象。直到現(xiàn)在，埃森大學(xué)的 Krekhov 研究出了一種神經(jīng)認(rèn)知模型，能讓視覺、聽覺、觸覺刺激擴(kuò)展到整個(gè)肢體之中。

同時(shí)，他們將虛擬身體和真實(shí)身體各個(gè)維度對(duì)等起來，包括對(duì)齊各個(gè)姿勢(shì)的對(duì)齊、讓各個(gè)身體部位連續(xù)起來等等，讓人們足以產(chǎn)生擁有整個(gè)虛擬身體所有權(quán)的錯(cuò)覺。

該團(tuán)隊(duì)主要集中研究了三種類型的虛擬身體，包括地上跑的四足動(dòng)物——老虎，墻上爬的六足動(dòng)物——蜘蛛，和天上飛的帶翼動(dòng)物——蝙蝠。它們的形狀、骨骼、移動(dòng)姿勢(shì)都和人體完全不同， Krekhov 想以此探索我們獲得虛擬身體所有權(quán)的極限。

研究團(tuán)隊(duì)讓 37 名志愿者參與了實(shí)驗(yàn)，除了 VR 眼鏡，還在他們的手部、臀部和兩個(gè)腳踝都放置了Vive 跟蹤器，實(shí)現(xiàn)對(duì)全身位置的跟蹤。

接下來在虛擬環(huán)境中，當(dāng)參與者‘變成’動(dòng)物后，研究人員會(huì)首先從對(duì)應(yīng)動(dòng)物的視覺角度進(jìn)行誘導(dǎo)，接著再同步聽覺和觸覺，就能補(bǔ)充大腦意識(shí)中感知不對(duì)稱的部分。

每個(gè)人變身動(dòng)物后，能在虛擬世界體驗(yàn) 5 分鐘，并能拖動(dòng)里面的物體，包括箱子、架子、輪胎等等。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在每種動(dòng)物的身體中，15 秒就能誘導(dǎo)參與者的大腦產(chǎn)生‘真實(shí)’的幻覺，參與者也能把自己身體和動(dòng)作自然地映射進(jìn)動(dòng)物的身體。

其中，飛行動(dòng)物蝙蝠是最受大家喜歡的虛擬對(duì)象：

進(jìn)入虛擬環(huán)境后，我感覺自己變身為一只巨大的蝙蝠即將飛行，我的身體看起來也很逼真。

但是如果能真的體驗(yàn)一下向前加速飛行會(huì)更好。

蜘蛛和老虎被提出了一些不足之處。

這兩種動(dòng)物的體驗(yàn)對(duì)參與者來說會(huì)有點(diǎn)疲憊，因?yàn)槿藗儾坏貌还蛟阼べ|上，而且各部位會(huì)出現(xiàn)一些對(duì)接不連貫的問題，比如變身蜘蛛者回頭，可能會(huì)看到蜘蛛在他們身后，而且他們不能把身體和蜘蛛的每只腳對(duì)應(yīng);變身老虎的頭部位置也產(chǎn)生了一些視覺扭曲：

變身老虎后，我感覺我的前爪太短，比我的真實(shí)手臂要短，所以無法做出像老虎一樣的威猛動(dòng)作。

所以開發(fā)更精確的人體跟蹤設(shè)備、讓人體和虛擬對(duì)象更好融合，以及解決 VR 環(huán)境中的眩暈問題，都是后續(xù)需要改進(jìn)的地方。

這項(xiàng)技術(shù)也將在我們未來的生活中發(fā)揮出更大潛力，比如娛樂、教育、培訓(xùn)等領(lǐng)域。畢竟完全擁有一個(gè)角色的身體，還可以有更多的想象空間。

例如在教育行業(yè)，學(xué)生就能更成為事物本身，身臨其境地踏入‘實(shí)地’感受和學(xué)習(xí);在游戲中，玩家就能擁有更強(qiáng)的沉浸感，和更多非人類的有趣視角;當(dāng)人可以變成任何生物，眼前的世界，或許又是一番新面貌了。