比萨大学研究:HoloLens 1不适合医疗手术辅助,操作误差过大

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注:该研究系基于第一代HoloLens,第二代HoloLens的精度已大有提升

映维网 2019年05月21日)借助合适的设备,足够的编程,以及一个开关,增强现实就能改变世界,或者至少是我们眼前的画面。但尽管行业正在努力提升这项技术,但它必须克服一种重要的障碍:眼睛的聚焦方式。

最近一份研究指出,如果一个真实对象和一个虚拟对象过于靠近,我们的眼睛将难以同时聚焦于两者。

日前发表在《IEEE生物医学工程》期刊的结果表明,现有技术可能无法实现近在咫尺(两米内)并需要高精度的AR辅助任务。对于尝试设计AR辅助程序的开发者而言,这可能不是一个好消息。

例如,有研究人员正在探索利用AR来指导外科医生执行手术。但如果我们的眼睛无法同时聚焦虚拟对象和真实对象,这有可能产生非常严重的后果。

在这项新研究中,比萨大学的Sara Condino,Vincenzo Ferrari及其同事探讨了这种情况对AR用户的影响。研究人员要求20名被试进行AR“连点”测试:头显设备将在用户视场投射一系列的编号点,然后被试需要相应地连接各个点。在实验中,研究人员使用的是微软HoloLens。

对于HoloLens的连点任务,被试需要在真实纸张上进行画线。Condino解释说:“这项任务迫使用户同时关注虚拟内容,即编号点,以及真实对象,即笔,尺子和纸张。”

被试需要在四种不同场景下完成测试:使用AR头显;不使用AR头显;张开一只眼;张开两只眼。在所有情景中,研究人员将评估被试完成任务的时间和准确性,然后再询问具体的体验。

根据被试的说法,他们认为无论是否使用AR设备,他们相同测试的感觉都非常接近。但实际数据则是另一番情景。平均而言,当使用HoloLens时,被试连线的长度误差为2.3mm(最大误差是5.9mm),而裸眼任务期间的误差平均为0.9mm。

研究员Marina Carbone指出:“遗憾的是,用户并未意识到自己在AR辅助任务时表现不佳。”她同时表示,被试在使用AR头显时会更加疲劳,“为了进一步进行评估,我们计划重复实验,并获取脑电图数据。”

另外,团队同时计划开发一种可在光学透视组件和透视视频之间切换的新型混合AR系统,从而进一步研究与AR辅助手术相关的问题。对于透视视频,头显将通过板载摄像头来世界的真实视图,并结合以虚拟内容。通过比较两个AR系统,研究人员希望能够更好地理解视觉方面的限制,而最终目标是在执行手术等精确任务期间提高AR系统的性能。

值得一提的是,AR头显的性能有可能对被试执行任务的精度造成一定的影响。研究团队仍然需要进一步的研究与讨论。


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