Einbindung des Tastsinns in virtuelle Realität
Virtuelle Realität (VR) wird meist mit Gaming und dem Metaversum in Zusammenhang gebracht, doch sie wird auf eine ganze Reihe an Branchen enorme Auswirkungen haben. In der Chirurgie könnten über VR komplexe Eingriffe geübt oder sogar per Fernzugriff durchgeführt werden. Mit VR können Phobien behandelt und Menschen mit Behinderungen unterstützt werden. Sie kann eingesetzt werden, um potenziell revolutionäre Produkte zu konzipieren oder deren Sicherheit zu prüfen. Doch um das Potenzial von VR vollständig auszuschöpfen, muss sie sich von einem rein visuellen zu einem immersiven Erlebnis weiterentwickeln. Das bedeutet die Einbindung aller Sinne, auch des Tastsinns. „Die Eigenschaften der natürlichen taktile Rückmeldung nachzuahmen würde die Qualität immersiver Erlebnisse in virtuellen Realitäten, vor Ort und per Fernzugriff, deutlich anheben“, sagt Thierry Keller, Neuroingenieur bei Tecnalia Research & Innovation. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts TACTILITY trägt Tecnalia zur Entwicklung einer neuen Technologie bei, mit der das VR-Erlebnis um den Tastsinn erweitert werden könnte.
Richtig herantasten
Im Zentrum des Projekts stehen zwei innovative Lösungen: Eine elektronische Haut, die über einer Handprothese getragen wird, und ein Handschuh, der taktile Rückmeldung an den Nutzenden überträgt. „Unser oberstes Ziel ist es, eine Technologie zu schaffen, die nicht nur die Funktionen einer Hand ausführen kann, sondern sich insbesondere wie eine Hand anfühlt“, erklärt Keller. Bei dem TACTILITY-Handschuh kommt eine Reihe an Elektrodenpads zum Einsatz, die die elektrische Stimulation für eine geschlossene taktile Interaktion in virtuellen Umgebungen ermöglichen. „Der oder die Nutzende soll nicht nur einen virtuellen Knopf drücken können, sondern die Aktion des Drückens tatsächlich spüren“, fährt Keller fort. „Wenn man eine virtuelle Katze streichelt, dann soll das nicht nur angezeigt, sondern tatsächlich gefühlt werden.“
Diese Herausforderungen sind alles außer virtuell
Der Weg zu diesem Ziel ist lang und mühsam und voller unerwarteter Herausforderungen. Eine davon war der Entwurf eines Handschuhs, der bei unterschiedlichen Handgrößen und Fingerlängen passt. „Die Elektrodenpads müssen an allen Handpunkten Hautkontakt haben, um zu funktionieren“, berichtet Keller. „Daher muss der Handschuh unbedingt richtig sitzen.“ Die Forschenden merkten auch schnell, dass die unterschiedlichen elektrotaktilen Pads kalibriert werden müssen. „Eine gute Kalibrierung der 30 bis 60 Pads ist unabdingbar für eine präzise taktile Erfahrung“, kommentiert Keller. „Daher haben wir viel Zeit aufgebracht, um Methoden zu entwickeln, mit denen der Handschuh in weniger als drei Minuten korrekt kalibriert werden kann.“
Ein überraschend reales Erlebnis
Nach zahlreichen Wiederholungen, Entwürfen und Tests konnte das Projektteam letztendlich den Stand der Technik zum virtuellen Tastsinn voranbringen. So kann man mit dem TACTILITY-Handschuh weiche und raue Oberflächen spüren. „In einem Versuch hat der Nutzende mit unserer Lösung eine nahezu reale Erfahrung von kaltem Regen auf den Händen erlebt“, sagt Keller. Mit dem Handschuh spüren die Nutzenden auch, ob ein virtueller Knopf leicht oder fest gedrückt werden muss. „Der Druck des virtuellen Knopfes oder der Feder ist sehr natürlich und eine erstaunliche Erfahrung“, schließt Keller. „Solche neuen Erfahrungen ermöglichen viele innovative VR-Anwendungen in ganz unterschiedlichen Anwendungsgebieten.“
Schlüsselbegriffe
TACTILITY, taktile Rückmeldung, virtuelle Realität, VR, Technologie, Gaming, Metaversum, elektronische Haut
