VR mit Gefühl: Chemie auf der Haut soll kribbeln, betäuben, stechen

VR mit Gefühl: Chemie auf der Haut soll kribbeln, betäuben, stechen

Reale Empfindungen erweitern das virtuelle Sehen mit der VR-Brille um zusätzliche Sinne. So wird die Virtual Reality realistischer. VR-Forschende aus Chicago wollen diesen Effekt mit chemischen Substanzen erreichen.

Bisherige Haptik-VR-Versuche wollen mit aufwendigen Controller-Designs oder mit ausgefallenen Ansätzen wie einer Drucklufthaut Gefühl in VR oder AR vermitteln. Eine Übersicht über die verschiedenen Ansätze findet ihr in unserer Liste mit Haptik-VR Projekten.

Viele dieser Ansätze erfordern allerdings teures Zubehör, das kompliziert zu produzieren oder für Nutzer:innen unbequem oder aufwendig zu tragen ist. VR-Entwickler:innen müssten außerdem ihre Software für die teils sehr unterschiedlichen Haptik-Ansätze optimieren. Deshalb bleiben Haptik-VR-Experimente häufig in der Forschungsphase stecken und schaffen es nicht zur Marktreife.

Chemical Haptics: Chemische Substanzen lösen zu VR passende Reize auf der Haut aus

Auch der „Chemical Haptics“-Ansatz von Forschenden der Universität von Chicago ist recht komplex: Chemische Substanzen werden über ein mit Mini-Pumpen ausgestattetes Wearable passend zur VR-Erfahrung auf die Haut aufgetragen.

Die Forschenden beschreiben fünf Substanzen, die spezifische Empfindungen auslösen und in geringen Dosen ungefährlich sein sollen:

  • Kribbeln (Sanshool),
  • Betäubung (Lidocain),
  • Stechen (Zimtaldehyd),
  • Erwärmung (Capsaicin)
  • und Kühlung (Menthol).

Das Wearable selbst ist eine Art weiches Silikonpflaster, das laut der Forschenden überall auf der Haut getragen werden kann, am Arm ebenso wie im Gesicht. Die Flüssigkeit wird im Wearable mittels Mikropumpen durch Kanäle gedrückt, die zur Haut hin offen sind. Die Haut nimmt dann einen Teil der Substanz auf und reagiert mit der entsprechenden Empfindung.

Die Hardware für das "Silikonpflaster" ist, im Vergleich zu anderen Haptik-VR-Ansätzen, recht einfach gehalten.

Die Hardware für das „Silikonpflaster“ ist, im Vergleich zu anderen Haptik-VR-Ansätzen, recht einfach gehalten. | Bild: University of Chicago

Die Pumpen-Technik kann in einem Armband untergebracht oder etwa direkt an der VR-Brille befestigt werden, abhängig davon, an welcher Körperstelle das Haptik-Interface Wirkung erzielen soll. Die während des Forschungsprojekts entwickelten Mechaniken sind Open Source bei Github und können modifiziert oder erweitert werden.

VR-Haptik durch Chemie: Erste Probanden reagieren positiv

Die Forschenden stellen heraus, dass sich insbesondere betäubende Gefühle mit den chemischen Lösungen wirkungsvoll simulieren lassen, was mit mechanischen Haptik-Geräten nicht möglich sein soll. Außerdem könne der Chemie-Ansatz mehr Empfindungen auslösen. Mechanische Ansätze müssten dafür verschiedene Methoden und Motoren kombinieren. Das wiederum steigert den Entwicklungs- und Produktionsaufwand.

In einer ersten Studie mit nur vier Proband:innen bekamen die Forschenden positives Feedback auf ihren Haptik-Ansatz. Alle Proband:innen beschrieben in den entwickelten Demo-Szenarien eine teils deutlich gestiegene Immersion und bevorzugten VR mit Chemie-Gefühl gegenüber rein visueller VR.

Einen Nachteil hat die chemische Haptik allerdings: Die Flüssigkeiten lösen Empfindungen relativ langsam aus, die schnelleren Substanzen schaffen das innerhalb der ersten 30 Sekunden. Für einen unmittelbaren Haptik-Effekt ist das zu langsam.

Die Forschenden empfehlen interessierten Designern daher, Haptik-Szenarien zu entwerfen, die auch mit Verzögerung noch Wirkung erzielen, wie eine steigende Umgebungstemperatur, eine Wunde oder ein Kribbeln. Gut eigne sich der Ansatz etwa für eine VR-gestützte Meditationsübung, bei der die Körperwahrnehmung gezielt auf einzelne Körperstellen gelenkt werden soll.

Letztlich werten die Forschenden ihren Ansatz als „ersten Schritt“ in Chemie-Haptik und wie die verschiedenen Substanzen mit der Haut zusammenspielen.

Im Fazit heißt es: „Jetzt, da wir wissen, dass die Haut mit flüssigen Stimulanzien verbunden werden kann, um einzigartige haptische Empfindungen zu erzeugen, könnte die künftige Forschung genauere Details dieser haptischen Empfindungen untersuchen: Übergänge von einer Empfindung zur anderen, neue Empfindungen durch Mischen von Substanzen, direkte Vergleiche dieser mit anderen traditionellen Anwendungen und natürlich die Verwendung speziell angefertigter Chemikalien.“

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Quelle: Universität Chicago