Dexta Robotics：如何让我们在虚拟世界获得真实触觉

摘要

人们常常高估短期内技术的发展速度，低估技术长期发展后的颠覆性。

3 年前的那场 VR 大潮来得快，去得也快。

那段时间，每个人都想投身到 VR 行业之中，每个创业者、投资人只要听到 VR 就非常激动。但在短暂的狂热后，整个 VR 行业却渐渐冷却下来。

在 BMW · 极客公园 Rebuild 2019 科技商业峰会现场，Dexta Robotics 创始人谷逍驰分享了他在过去两年里深耕 VR 行业的经验和见解，向大家普及了 VR 的本质。他认为，当时人们对 VR 过高的预期大部分来自于科幻作品，而没有充分认识到技术现状，不太理性。VR 体验的关键不只在于视觉，而在于一整套综合体验，需要考量很多因素，包括舒适度、交互，还有内容沉浸度。

         Dexta Robotics 创世人谷逍驰 | VPhoto

「交互」是 Dexta Robotics 主攻的研发方向之一。回顾历史，鼠标交互和图形界面的出现给个人计算机带来了革命，多点触控交互给智能手机带来了革命。在个过程中，「直觉性」是衡量一套交互方式是否有效的重要指标。在 VR 领域，大家都还处于一个非常初级的探索阶段。

Dexta Robotics 在硬件上不断加码，希望让用户的体验变得越来越简单、直观。在现场的演示环节里，志愿者通过戴上 Dexta 的反馈交互手套，在 VR 世界里体验了模拟的灭火器、水龙头、心脏、钢琴等 demo 应用。通过这个反馈交互手套，用户不只可以在 VR 世界里对物体进行直接的操作，还可以获得真实的反馈，感受到虚拟物体的大小、形状、触感。

这些 demo 目前看起来还很简单，但能够展示未来的应用潜力。目前 Dexta Robotics 主要面向 B 端进行应用开发，面向的应用场景包括技能培训、医疗、教育，未来还能介由机器人技术实现更简单方便的远程机器人操作。

谷逍驰认为人们常常会高估短期内技术的发展速度，就像几年前那波 VR 热潮。但从长远来看，当一项技术完全成熟，它会颠覆整整一代人的生活。而这个长期的发展速度却常常是被低估的，这是 Dexta Robotics 瞄准的发展方向。

以下是 Dexta Robotics 创始人 & CEO 谷逍驰在 BMW · 极客公园 Rebuild 2019 科技商业峰会上的演讲内容（经极客公园编辑整理）：

大家好，我是 Dexta Robotics 的创始人。我们公司在过去的数年内一直致力于解决虚实现实普及过程中的重要问题——交互。今天让我们谈谈虚拟现实和交互的重要性。

数年前，当时 VR 非常火，每个人都希望参与其中，每个创业者、投资人只要听到 VR 就非常激动。但 VR 在那个时候真的有那么好？大家可能有一些不太理性的预期，我们很多时候对于 VR 的了解是来自于科幻作品，而不是技术。

早期的 VR 是什么样子的？有早期的头戴显示器，谷歌的 Cardboard，还有人坐在里面的这种「蛋」，还有 360 摄像头。这类设备提供的不是完整的 VR 体验，甚至说是非常初级的 VR 体验，是早期大众能够接触的仅有的 VR 体验。这些设备因为不完整，让大家对 VR 产生了不太好的理解。这些早期设备占领了市场，但它们不是真正的 VR。

真正的 VR 应该是什么样子？或者说好的 VR 和差的 VR 的分界线在哪里？如果我们的行为不能改变虚拟现实的运作规律，这个体验和看 3D 电影的本质区别在哪里？我们已经可以在手机里面做到这件事，为什么要花额外成本布置一个 VR 设备再来看 3D 的内容？这里面大的区别就在于，真正好的 VR 应该是有交互性的，应该可以提供手机不能提供的，无与伦比的体验，这样才可以引领人们向这样一个新的环境迁移。这种独特的体验才是 VR 的魅力所在，而之前的那些不是真正的 VR。

VR 发展过程中，有两个大的指标会发生剧烈的变化，其中一个是成本，另外一个是体验。成本有很多的子级，除了我们熟知的购置成本还有穿戴成本、生产成本。体验也有很多因素，比如舒适度、交互还有内容沉浸感。

我这样说可能比较宽泛，所以我举一些例子帮助大家理解。

大家看一下这张图，从左往右分别是 VR 的提升。从最早小空间、单人的体验，现在是多人的体验，范围的扩大会带来更自由的 VR 世界的探索。沉浸感方面，早期的 VR 是有线连接，并且外置传感器进行追踪。现在最先进的是一体机，由内向外追踪。这个过程当中，舒适度变高了，配置成本降低了，因为你不需要额外的钱去买 VR 的主机，也不需要在使用过程中设置传感器校准。交互的发展也是一样，从最早的游戏手柄，到后来的运动控制器还有反馈手套，我们想达到的效果是应用性大大提升，并且高幅度降低学习成本。在这些历史进程中，VR 其实是在一步一步提升的，并不是像大家想象的停滞不前。

具体看一下为什么交互很重要。如果回顾一下历史，在每一个大的计算机浪潮或者一个新的计算媒体的普及过程中，其实都是交互先行的。最早的 PC 平台上，我们可以想像刚开始大家是通过命令行和电脑进行交流，普通人不知道如何写命令行，之后图形交互界面和鼠标出现，大众可以用鼠标进行交互。大众进入了这个生态，才有了蓬勃的生态。在移动平台上又重新发生了这样的事情。苹果之前，有很多厂家想推进他们自己的智能手机，但是没有取得成功。为什么？因为苹果手机解决了一个重大的问题，他把他的交互成本降得非常低，用多点触控技术，允许一个 5 岁的孩子在不阅读任何说明书的情况下就可以自然地玩游戏和使用手机。很多其他手机需要理解按键对应的动作是什么，并且阅读说明书。这里面自然直觉的使用是非常重要的标准，一项技术从实验室阶段到大众的普及，这是一个非常重要的指标。

VR 平台有没有找到这样一个方法？还没有。大家都还处在早期的探索阶段，微软还有谷歌都在想找不同的办法。我们公司也在致力于这样的问题，我想我们的方法更先进一些。

可以看看 VR 交互系统的发展史，从最开始的手柄到运动控制器到手套方案和反馈手套方案，最后到我们的产品，硬件的复杂程度在逐步上升。为什么在硬件不断加码，就是为了让用户体验变得越来越简单。举一个具体的例子，如果我们想在现实生活中拿一个地图并且看一下地图的内容，会做什么动作？我们可能会把手伸进背包里面拉开拉链，这个在游戏当中怎么做？就是手柄按一下组合键，然后打开菜单，菜单打开之后用摇杆拖动地图。真正的交互方式是，让我们在 VR 当中使用双手抓住这个物体，并且用现实生活中的使用方式来进行操作。

现场准备了一个 demo，这个技术光用嘴来讲不能很直观地理解。所以我请了一位志愿者在边上进行演示。因为这是一个无线的 demo，请大家把手机调到飞行模式，信号传输稍微好一点。

现在我们可以看到这个设备正在捕捉她的动作，并且呈现出了她的双手。这里准备了四个小的 demo。这是一个虚拟的灭火器，使用它来展示的是在安全消防场景中怎样教人使用灭火器。先用左手抓住这个罐子，这个过程当中设备产生了一些逆反馈，你可以感觉到灭火器在你手中是一个物理的存在。再右手按一下喷射键，也有一个系统提供反馈，让你觉得按到了喷射键。这个交互相对以前的手柄还有控制器来说都是变革性的。

第二个场景是一个居家的场景。这个是一个水池，如果我们伸出右手去拧旋钮的话，右手因为有反馈装置，他可以感受到圆柱的形状，可以让志愿者感觉水滴滑过，随着水滴流量的增加，会有更真实的体验。现在手运动的幅度变大了，这个虚拟的物理事件是怎么实现并且转移到手上面的呢？

这页 PPT 描述了设备的运作原理，首先设备对志愿者的手进行了动作捕捉，然后描绘刚才的物理事实，这个力会根据水流密度进行变化。最后由电机体系产生反馈，实现输入。

进入下一个场景。这是一个模拟的心脏，这是虚拟现实的魅力所在之一，可以让我们摸到在现实生活中不太可能实现的事情，通过算法就可以让大家感知到这个跳动的心脏。大家可以看到，志愿者的手部在有规律的跳动，这个节奏来源于虚拟世界中描绘出的虚拟心脏。这部分的应用可以用在医疗或者仿真方面。

进入下一个场景。因为时间的限制，没有办法在这里展示完整的 VR 应用，所以只是用一些小的 Demo 让大家看到这件事的潜力在哪里，可以实现哪一些功能。这是一个钢琴的演示。

非常感谢志愿者。我想再说说这个钢琴，我们为什么要用钢琴做一个例子？因为这是一个很好的可以帮助大家理解为什么虚拟现实相对现实有优越性的地方。如果我们想把普通的钢琴变成有视教功能的钢琴，可能需要对硬件进行整改，需要有不同的电路告诉你哪一个按键要亮。这个体系相当于把钢琴重做了一遍，卖出去的钢琴不可能在上面加这些功能。但是虚拟现实就不一样了，我们做这个 demo 只花了一天，花两个小时往钢琴里面加入了高亮键，把虚拟的钢琴变成可弹的钢琴。在虚拟世界里，我们做一些事情会变得非常简单，成本也非常低。

现在请同事把我们的设备拿上来。为了让大家更好的理解，我现在已经穿戴上了它。这是整个产品的核心技术，这个设备是相当复杂的，我们在这一件事情上投入了非常长的时间和精力。这个产品的运作原理是这样，手在弯曲过程中，这些连杆系统会跟随我的手运动，把这些信息传递到母板中去。这些小的单元是我们自己研发的单元，可以在非常小的体积内实现高密度的扭矩，并且可以可控地调节它，让它输出不同的弹性。一开始由工业设计到机械结构到力反馈传动、控制软件和通讯，最后把收集到的信息传给上位机进行分析，实现手部的重新建模，就可以做到现实世界当中一样的运动和动作，很多设备都可以做到。真正让它变成革命性交互产品的地方在下一步，我们有一个物理引擎可以进行碰撞检测，伸手抓一个东西的时候可以提供反馈，让你感觉真的在抓这个物体。不仅仅是力的反馈，还有形状的反馈，大小的反馈和弹性反馈。

在这个逻辑之上，还要在上层搭建设计模块，方便开发者进行开发。这是我们公司的物理引擎，物理引擎上面做了很多小的模型，这些模型把刚才看到的这么长的技术封装在了下面。一个对机器人系统没有任何理解的软件工程师来说不需要知道这个系统怎么工作，只需要调用模块，并且设定尺寸和硬度，系统会自动设计出相应的反馈，通过电机单元形成一定程度的感觉。

说到这里大家要问，这个产品用来干什么？其实我刚才铺垫了这么久也是为了引出这一页 PPT。很多人对于技术的期待非常高，认为一个新技术出来会立马进入 C 端。但是这一类产品早期造价，需要生态配合的程度非常高。打一个比方，如果我们产品可以无缝接入微软系统，拿回去就可以使用，那当然很好。但是为了达到那一步要先向这些厂商证明这个产品有价值。我们作为小的创业公司会先从 B 端入手向大家展示这个东西的潜力。

第一个小视频，这是一个线下的密室逃脱的 VR 体验，虚拟现实跟游戏有很大关联。我想表达的是它不是唯一的关联，在游戏当中有巨大的使用前景。我们这套体系足够完善之后，可以基于标化的设备开发不同的体系，去更便宜高效的分发这些产品。可能这样来讲还是不太好理解，就举个线下的密室逃脱例子，里面有很多小机关和结构，需要店主精心的设计，如果开另外一家店，这个公司就需要重复做一遍，开十家需要做十遍。但虚拟现实当中建立好之后，这些都是没有成本的，通过购买标化的硬件分发到不同的场景就可以了，甚至需要的空间都更小。

还可以应用在教育行业，可以更好更直观地帮助理解水分子如何运转的。包括一些技术教育单元，这是我们之前和一些公司合作做的一些技术人员的训练过程，可以通过虚拟现实描绘一个他们常见的工作场景，让他们在上岗前理解工作内容。这个场景展示的是一个高危的电厂的工作训练，如果流程有错误会导致工人受伤甚至死亡，非常危险。以往的训练当中采用什么传统的训练方式呢？就是 PPT。把人汇到一起大家坐着，告诉你这个线不能碰，碰了就要死。当你用这种方式，其实很多时候，工人没法意识到重要性。但是虚拟现实当中做这个事情可以完全模拟电场爆炸的场景，这样他会印象深刻地记住，这个安全教育的效果会大大提升。

这也是一个非常有意思的场景，这是我们其中一个客户正在做的帮助电脑厂商做电脑总装的流程。在工业 4.0 的进程中，一说工业 4.0 大家想到的可能就是机器人、自动化。但这只是硬币的一面，另外一面还有一大部分大家没有理解的东西，就是我们人工成本也需要被大大降低，而且人工在 4.0 进程当中仍是一个无法被抹去的部分。特斯拉 CEO Elon Musk 在生产过程中都公开承认自己犯下的失误，比如尝试用机械臂做整机的装配，其中包括一些很困难的柔性化操作。很长一段时间内，人工在整个生产组装的过程当中没有办法被完全取代。所以就回到我们做的事情，我们可以大大提升人工培训的效率。在中国，有 50% 到 60% 的员工离职率。比如设备生产过程中，去年有一个员工完全理解了组装过程，我们非常喜欢他，但今年过年他就离职了，发微信也不回。我们的虚拟交互可以让新工人上产线之前就了解自己要做什么，这样可以非常高效地提升大家的学习效率生产效率，可以帮助工厂节省很多成本。

接下来还有医疗、远程机械臂控制等等的体验。比如最后这个体验，它现在不是一个特别大的应用，但是有一个大的发展场景，可以远程控制机器人做一些高危的工作。比如熔岩开采。我们之前跟美国 NASA 有一些讨论，就是如何用这个设备控制火星车进行岩石开采，用这个设备可以感知到机器人在火星上面的体验，就可以减少损坏的可能，并且提升抓取的准确性。

走到这一页，如果我们仔细看一下曾经人类走过的媒体的发展史，从最早的信件，到照片，到报纸，视频、音频、电视、PC，还有手机，有一个东西是不断提升的，就是信息密度。在我们能够做到的技术内，每一个工程师，每一个做这个行业的人都会希望提升媒体交流的密度。如果我面前站着一个人，交流密度是非常高的，可以看到我的手势，听到我的声音。但是手机没有办法。现在 VR 技术可能有这个潜力，但仍然没有到这一步。这也是为什么我们对自己正在做的事情感到非常激动，因为它会彻底改变每个人的生活。如果有足够好的交互技术搭配现有的 VR 体系，可以更进一步推进我们的信息交流密度。

希望用这一句名言总结一下我的演讲，在短期内我们常常会高估技术对我们生活带来的改变，但是在长期来看，未来有时候甚至比我们想象的更早到来。所以现在因为技术的不成熟而质疑虚拟现实为时尚早，请耐心等待，我们还需要时间。

图源：VPhoto