你需要更合适的AR/VR 交互方式吗？Claw 或许可以

虚拟现实赋予了人们新奇的体验，虽然视听的真实震撼令人身临其境，但它仍然是一个缺少触感的世界。令人欲罢不能的“撸猫”让多少大好青年心甘情愿的沦为铲屎官，很大程度上就是因为这团毛茸茸带来的让人身心愉悦的绝妙触感。为了将高度逼真的虚拟世界赋予“触”手可及的感觉，研究人员一直在努力着。

最近微软就推出了一支可以打破次元壁，从现实抓住虚拟的“爪子”，被David Parisi教授称为“不可思议而又前途无量的果实”

其实在CLAW之前就已经有了几种增强虚拟触觉的解决方案，例如外骨骼触觉装置与指尖触觉模式，这些在我们之前的文章中有过一些介绍。

外骨骼手套可以将各种力反馈到每一个指尖，让整只手好像实实在在的抓住了虚拟物体，然而手套穿戴的麻烦和成本的高昂限制了它的商业用途。指尖触觉设备比外骨骼轻巧并可以呈现各种触感，但因为缺少机械连接，因此无法对手指产生阻力来模拟抓握的手感。

CLAW则将这二者进行了完美的融合，而且不同的是，CLAW仅将受力反馈到食指而不是整个手掌上，这大大降低了长时间使用设备后的手部疲劳

爪子结构

不同于其他套在整只手上的触觉设备，CLAW是手持式的，用户可以用中指、环指、小指抓住把手来固定claw。拇指可以放在控制器左侧的拇指感应区域或者干脆也握在手柄上（这关系到CLAW触摸模式的更改）。

CLAW具有用于检测拇指位置的传感器以及多个输入按钮。在“爪子”的五指中，最重要的当属食指。用户将食指放入机械臂末端的开口处，食指指尖下方是音圈致动器（VCA）模拟物体表面的纹理质感，例如当手拂过VR中的木头时，手指仿佛真真切切的摸到了木头表面的纹路。紧靠食指上方的力传感器感测食指触摸、抓握、触发的力道大小，被包裹住的食指变成了人与虚拟交互的窗口。力传感器上额外的旋转铰链成全了CLAW如扣动扳机般的触发机制。

手柄底部安装的HTC Vive追踪器，可以在VR场景中实现6自由度IMU的追踪。最后，以上部件数据分析得到的运动学反馈即力的感觉、致动以及位移都是通过长度可调的旋转臂（下方CLAW触觉模式图绿色部分）来实现，在抓握和触摸虚拟物体时对食指施加阻力，让使用者感受到虚拟物体的轮廓或是挤压松软的东西的手感，不至于在VR场景中发生手与物体重叠在一起的BUG。

爪子的触觉模式

触摸模式（左上）：当用户收起拇指休息时，控制器处于默认的“触摸模式”

抓取模式（右上）：当拇指接近红色传感器与食指对齐时，控制器转换到“抓取模式”

射击模式（中下）：当用户抓住“枪”时，旋转臂（绿色）会自动旋转到位，变形为枪支形态，手指模块（粉红色）即为扳机，对于FPS玩家真是贴心之举。

有了这么齐全的反馈设施，那么CLAW究竟是怎么精确抓住那些虚拟物体的呢？

握住CLAW的指尖可以发出绿色光线，当然这束光线用户是看不见的，通过检查食指、拇指指尖发出的光线与虚拟物体是否相交来判断。如果这两条光线都与一个小公差缓冲区（1厘米）内的相同物体相交，那么我们的“爪子”就成功抓到了虚拟物体。抓住物体后，通过CLAW进行刚度渲染。我们的触觉在控制器上会呈现类似的弹簧行为，因此我们可以模拟不同的材料（木材、金属）或软物体（黏土、橡胶球、海绵）。在闭环力控制系统下，CLAW能够产生高达30N的抓力和高达10N /度（5.73N / mm）的刚度。

限制和未来

适用于VR场景的CLAW，同样可以轻松地用于AR，手持式无线CLAW将允许用户同真实世界中的虚拟对象交互。但是想要达到这种运用程度还需要进行一些改进。例如CLAW尚未配备无线功能，外接线路束缚住了在VR中探索的自由。而且目前的CLAW只有右手版本，若能用两个CLAW模拟双手在VR世界中探索相信会更有趣。

总而言之，虚拟与现实世界之间的距离正在缩小，CLAW使得虚拟世界不光可以看得见，还可以摸得着，虚拟现实不再“触”不可及。