Skip to main content

Towards a Touching Presence: High-Definition Haptic Systems

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ku teleobecności z wysoką rozdzielczością

Ekrany dotykowo-czuciowe i kinestetyczne stanowią ważne elementy techniczne wirtualnego środowiska dotykowo-czuciowego opracowanego w celu odtworzenia dotykowej modalności ludzkiej percepcji.

Gospodarka cyfrowa

Innowacje technologiczne prowadzące do zapisów o wysokiej wierności i syntezy naturalnych sygnałów służących stymulacji układu zmysłowego człowieka dokonały zmian we współczesnym stylu życia. Niemniej jednak do pełnego wrażenia obecności w środowisku wirtualnym oprócz informacji dźwiękowych i wzrokowych konieczne jest dotykowo-czuciowe i kinestetyczne sprzężenie zwrotne. Dotykowo-czuciowe sprzężenie zwrotne może również poprawić ludzką percepcję dotykową w nowoczesnych systemach telemanipulacyjnych. Aby interfejsy człowiek-komputer (human-computer interface, HCI) stały się czymś więcej niż aplikacjami multimedialnymi, w ramach projektu TOUCH-HAPSYS pracowano nad przesunięciem granic możliwości obecnych technologii. W celu wytwarzania sił sięgnięto poza samą mechanikę, zajmując się takimi obszarami fizyki, jak pola magnetyczne i elektryczne, a także nowe materiały mechanicznie aktywne, w tym żele polimerowe, sztuczne mięśnie i siłowniki biomolekularne. Prace badawcze uczestników projektu koordynowane przez Technische Universität München doprowadziły do opracowania efektywnego kinestetycznego ekranu ręczno-ramieniowego działającego na rękę operatora siłami w układzie przestrzennym. Urządzenie ViSHaRD10 (ang. Virtual Scenario Haptic Rendering Device with 10 degrees of freedom, urządzenie o 10 stopniach swobody renderujące wrażenia dotykowe w scenariuszach wirtualnych) dzięki swojej hiperredundantnej konstrukcji złączy zapewniało dużą przestrzeń roboczą i maksymalny udźwig, który wystarczał na dołączenie dodatkowych ekranów dotykowo-czuciowych. Ponieważ oddziaływanie sił stycznych na czubki palców odgrywa ważną rolę w dotykowym badaniu przedmiotów, na urządzeniu ViSHaRD10 zamontowano nowatorskie sferyczne poślizgowo-cierne ekrany dotykowo-czuciowe. Aby ludzkiej skórze w obszarze koniuszków palców dostarczyć oddzielnej stymulacji siłami stycznymi, do ViSHaRD10 dodatkowo podłączono dotykowo-czuciowy ekran sił poprzecznych. W wypadku cech o mniejszej skali, takich jak ostre czubki czy faktura przedmiotów bryłowych, niemożliwych do odwzorowania za pomocą samego kinestetycznego sprzężenia zwrotnego, informacje dotykowe mogły być dostarczane za pomocą matrycy piętrowo zestawionych siłowników piezoelektrycznych. Przez integrację modułową ekranu kinestetycznego i kilku ekranów dotykowo-czuciowych w konfiguracji szeregowej uzyskano wszechstronny eksperymentalny układ umożliwiający poszerzenie obecnej wiedzy o dotykowej modalności ludzkiej percepcji. Zintegrowane urządzenia dotykowo-czuciowe mogą mieć nie tylko różne zastosowania w zakresie teleobecności i rzeczywistości wirtualnej (ang. virtual reality, VR), ale też mogą służyć jako wydajne narzędzia do badania podstaw psychofizycznych ludzkiej percepcji kinestetycznej i dotykowej.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania