东京工业大学研发虚拟人交互新技术:实时力反馈解决穿模与延迟问题

问题:虚拟互动的“尴尬现场”亟待解决 近年来,虚拟偶像和数字角色在娱乐、社交等领域的应用越来越多,但互动体验仍受技术瓶颈影响。虚拟角色进行击掌、拥抱等动作时,常见“穿模”(模型相互穿透)和动作延迟,直接拉低体验。这类不自然的交互不仅削弱沉浸感,也限制了虚拟内容的商业化空间。 原因:传统技术难以模拟真实物理反馈 目前行业多依赖物理引擎来模拟互动效果,但在计算量和实时性双重约束下,容易出现动作僵硬、反馈不准等问题。更关键的是,真人演员操控虚拟角色时无法与对方真实接触,动作衔接因此出现“断点”——例如推搡时缺少受力反馈,虚拟角色的反应像“撞上棉花”。这些限制长期影响虚拟互动向更自然的方向发展。 对策:东京工业大学提出“力—动”双轨模型 东京工业大学研究团队将互动过程拆分为两个阶段:先用预计算分析可能出现的作用力,再通过“跟踪扭矩模拟”在运行时生成补偿动作。该系统可在Unity平台完成全流程运行,真人演员无需实际接触,虚拟角色也能根据受力大小自动调整身体摆动幅度。测试显示,当9公斤重物撞击虚拟形象时,系统生成的晃动与真实物理反应接近。 影响:从技术突破到产业赋能 对比实验验证了该技术的实际效果。在观众盲测中,使用新系统的虚拟角色在摸头、拥抱等场景的“自然度”评分明显提高。另外,表演者不再被“只能演、不能触”的限制牵制,可以更自由地完成大幅度动作,由系统自动补足合理的身体反馈。这既提升了表演可信度,也降低了虚拟内容制作对精细手工调校的依赖。 前景:重新定义数字交互标准 随着元宇宙等应用推动高拟真互动需求增长,该进展为虚拟偶像、数字孪生等方向提供了新的技术路径。研究人员表示,下一步将提升系统在不同场景下的适配能力,并探索其在医疗康复、远程协作等领域的应用。

虚拟人从“形象呈现”走向“可信互动”,关键不只在画面精度,更在于能否实时还原并工程化落地现实运动规律。让受力逻辑反馈更及时、更自然,既是技术演进,也是在释放内容生产的效率。随着算法与算力、工具链与应用场景持续协同,虚拟角色有望在更广泛的公共文化与数字服务中实现更可交流、更可互动、更接近真实的体验。