Imaginary Joint：通过皮肤拉伸为虚拟身体扩展提供本体感觉反馈

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虚拟身体扩展（如翅膀或尾巴）有可能为虚拟现实和增强现实中的用户提供新的身体体验和能力。要像使用自己的身体一样自然地使用这些扩展——尤其是对于通常难以看到的身体部位（如尾巴）——提供本体感觉反馈至关重要，这种反馈使用户能够感知这些部位的位置、方向和力，而不是仅仅依赖视觉线索。在本研究中，我们提出了一种新方法，在用户实际身体和虚拟扩展之间的界面处引入一个“虚拟关节”，通过皮肤拉伸反馈传递关于关节弯曲和力的信息。我们展示了一种用于皮肤拉伸反馈的可穿戴设备，并探索了传达虚拟关节弯曲旋转和扭矩的信息映射。最终系统通过叠加这些皮肤变形同时呈现这两种信息。用户对照实验结果表明，用户能够在不依赖视觉线索的情况下识别尾巴的位置和力，且比振动触觉条件更有效。此外，尾巴被认为比振动触觉条件更具化身感，产生更自然和直观的触感。最后，我们介绍了几个应用场景，包括扩展身体的感知、增强身体表达和身体介导的通信，并讨论了该系统未来扩展的潜力。