Gefühlsecht Die virtuelle Realität soll greifbar gemacht werden

Wie kann man die virtuelle Realität (VR) durch den eigenen Tastsinn, erfahrbar machen? Ein Forscher aus dem Saarland kommt der Antwort darauf immer näher ...

Der Saarbrücker Informatiker André Zenner ist in seiner Doktorarbeit der Antwort auf die die obige Frage ein großes Stück nähergekommen. Und zwar, indem er neue Geräte erfunden und die passende Software dazu entwickelt hat. Dafür wurde er kürzlich auf der weltweit führenden VR-Fachkonferenz mit dem renommierten „Best Dissertation Award“ international ausgezeichnet. Genauer gesagt, geht es um die Prototypen für zwei spezielle VR-Controller namens „Shifty“ und „Drag:on“. VR-Controller sind Geräte, die von einem Benutzer in der Hand gehalten werden können, um durch eine entsprechende Tracking-Technologie Objekte in der virtuellen Realität zu steuern oder zu manipulieren, wie Zenner erklärt.

Das kann man mit „Shifty“ machen

„Shifty“ ist ein stabförmiger Controller, in dem ein bewegliches Gewicht verbaut ist. Das Gewicht kann durch einen Motor entlang der Längsachse verschoben werden, sodass sich der Schwerpunkt und die Trägheit des Stabes ändert. In Kombination mit entsprechenden Visualisierungen in der VR könne mit Shifty die Illusion erweckt werden, dass ein virtuelles Objekt länger oder schwerer werde. In Experimenten konnte der Forscher nachweisen, dass Objekte als leichter oder kleiner wahrgenommen werden, wenn sich das Gewicht in der Nähe der Hand des Nutzers befindet und dass sie, gekoppelt mit dem entsprechenden visuellen Input, als länger und schwerer empfunden werden, je weiter sich das Gewicht im Stab vom Nutzer wegbewegt, was vor allem an der Trägheit des Controllers liegt.

So sieht es mit „Drag:on“-Controller aus

Der „Drag:on“ besteht aus zwei Flamenco-Fächern, die mithilfe von Servomotoren aufgefaltet werden können und so den Luftwiderstand des Controllers erhöhen. Sprich, je weiter die Fächer aufgefaltet sind, desto mehr Kraft muss der Nutzer aufbringen, um den Controller durch die Luft zu bewegen. Gepaart mit den richtigen visuellen Reizen kann mit ihm beispielsweise der Eindruck erzeugt werden, dass man gerade eine kleine Schaufel oder ein großes Paddel in der Hand hält, oder dass man einen schweren Wagen schiebt und an einem schwergängigen Knopf dreht. Bei beiden Controllern handelt es sich aber noch um Ergebnisse der Grundlagenforschung und sogenannte „Proof of Concepts“. Das heißt, anhand der Prototypen kann zunächst gezeigt werden, dass verschiedene Zustände des Controllers die Wahrnehmung unterschiedlicher VR-Objekte verbessern können.

Smarte Vorbereitung

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Der forschende Illusionist

Mit den Controllern hat sich der Saarbrücker Pfiffikus zunächst dem Ähnlichkeitsproblem (similarity problem) gewidmet. Dabei geht es darum zu erreichen, dass sich virtuelle und echte Objekte möglichst ähnlich anfühlen. Im zweiten Teil seiner Arbeit beschäftigte er sich mit dem so genannten colocation problem, also der Frage, ob sich das Proxy räumlich in echt dort befindet, wo der Nutzer es in der virtuellen Realität sieht. Die Schwierigkeit besteht außerdem darin, dass die Controller als Proxy für verschiedene virtuelle Objekte fungieren. Deshalb müsse beim Nutzer die Illusion erzeugt werden, dass er nach diversen Objekten greift, obwohl er eigentlich immer das gleiche Proxy berührt.

So trickst man das Gehirn aus

Dazu machte sich der Forscher die bereits etablierte Methode der Hand Redirection zunutze. Dabei wird die Bewegung der Hand in der VR umgelenkt, sodass man denkt, man greift beispielsweise nach links, obwohl man die Hand geradeaus nach vorn bewegt. Weil dieser Umlenkungstrick vom User recht schnell erkannt werde, müss man das Gehirn quasi austricksen. Das schaffte man, indem die Umlenkung der Hand nur dann durchgeführt werde, wenn das Gehirn momentan blind für visuelle Veränderungen war – nämlich während des Blinzelns. Dazu entwickelte man die passende Software und nutzte die in vielen VR-Headsets verbauten Eye-Tracker. Das habe zu überzeugenderen Wahrnehmungen geführt.

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