Med et virtual reality-headset kan du se og høre andre verdener, men indtil videre kan du ikke røre ved dem. Det kan ændre sig med en ny prototype kinestetisk handske bygget af forskere ved University of California, San Diego.
Relateret indhold
- Tag en virtuel tur til den internationale rumstation
- Kortlægning af berøringsområdet
Kinestetikum er ordet for feedback fra et system designet til at formidle information via fornemmelsen af at skubbe mod noget. Det er en undergruppe af området haptikere, der sigter mod at hjælpe folk med at forstå verden gennem følelsen af berøring.
En handske som denne, der bruger teknikker, der er lånt fra blød robotik for at skubbe tilbage på en brugers fingre og simulere følelsen af berøring, kan være vigtig i den fremtidige udforskning af det virtuelle rum, tilføje mere sensation og dermed mere virkelighed til den virtuelle virkelighed. Dets skabere siger, at det kunne vokse til en ny controller til virtuelle spil eller endda medicinsk udstyr.
"Når folk tænker på haptik, tænker de typisk på en rumble pad eller en vibrerende controller, som når din telefon vibrerer, hvilket kan give dig taktil feedback på en meget enkel måde ... der er ingen retningsbestemt komponent til det, " siger Jurgen Schulze, et supplement professor i datalogi ved UCSD, der har specialiseret sig i virtual reality, og som har hjulpet med at udvikle prototypen. ”Med handsken er det, du kan gøre, i teorien, at lave genstande, som du griber, og bære i din hånd, få dem til at føle, at de er der. De er stadig vægtløse, men de har i det mindste lydstyrke ... Det er et trin over og ganske stort, over bare at have vibrationsfeedback. ”
UCSD-teamet pryder handsken med pneumatiske "muskler" som dem, der findes i bløde robotter. Spredes ud over bagsiden af hånden, de luftfyldte sække oppustes eller tømmes for at give retningsbestemt pres på fingrene. Luftmagasinerne er dækket med flettede fibre, og en pumpe kontrollerer inflationsniveauet. Apparatet er fastgjort til et fleksibelt silikonexoskelet, der kan bæres over bagsiden af hånden. En sporingsenhed følger bevægelsen fra brugerens hånd, og trykfeedback er baseret på dens læsning af håndens position.
Tag handsken på, sammen med et par beskyttelsesbriller og et sæt hovedtelefoner, så får du et virtuelt klaver, som du kan føle, når du berører tasterne. Når du trykker mod en nøgle, blæses luftsækkene op, trækkes tilbage mod din finger og simulerer berøringen. Ifølge testbrugere var resultatet "betagende", skønt de bemærkede en forsinkelse i responsens hastighed.
I øjeblikket er værket en prototype, og handsken fungerer kun med klaverapplikationen, og kun når sporingsenheden kan "se" begge hænder. Fremtidige versioner, siger Mike Tolley, en ingeniørprofessor, der underviser en kandidatklasse ved UCSD om design af systemer med blød robotik, kunne involvere integrerede sensorer, der får positionsinformation fra handsken selv, hvilket ville øge nøjagtigheden og lindre problemer, som når en hånd er placeret foran en anden.
Tolley og Schulze forestiller sig applikationer i spil og virtuel træning, men ser også potentiale inden for robotkirurgi. Et af tricksne til robotassisteret operation er feedback. Den mest populære enhed, kaldet DaVinci, tilbyder kun visuel feedback; kirurgen kører det via to joysticks, men er afhængig af visuelle signaler for at være i stand til at fortælle, hvornår man skal skubbe fremad, eller hvornår man skal trykke tilbage.
”Hvis du har spillet med DaVinci, ved du, at den feedback, du får der, er visuel, du får stereovision. Og det er ganske godt, folk har gjort en masse med det, selv uden kraftfeedback, ”siger Peter Kazanzides, en datalogiprofessor og en robotkirurgisk ekspert ved Johns Hopkins University, som ikke var tilknyttet UCSD-projektet. ”Erfarne kirurger lærer, hvordan man i det væsentlige estimerer mængden af kraft, de anvender ved at se på, hvor stram suturen er, eller hvor meget vævet strækker sig.”
Det er ikke at sige, at haptisk feedback ikke kunne forbedre et sådant system. Men Kazanzides påpeger et andet problem, der først skal løses: DaVinci har ikke en måde at sanse kræfter på.
For at opbygge en robot, der kan give kraft-feedback til sine brugere, skal den være i stand til at føle det pres, det lægger på en overflade (eller krop). Sådanne sensorer er typisk for store, for dyre og ikke medicinske. Så selvom det er vanskeligt at sige nøjagtigt i hvilken form kraft feedback kan vises i robotassisteret kirurgi, erkender Kazanzides, at det stadig kan være fordelagtigt.
For Tolley, Schulze og UCSD-gruppen er den mere umiddelbare fremtid enhedens potentiale i virtual reality-efterforskning og spil, ligesom den gamle Nintendo Power Glove, men med feedback. Deres fokus er på at få et realistisk svar fra det virtuelle tastatur. ”Udfordringen med virtual reality, især for en maskiningeniør, handler om at få det rigtige præg, ” siger Tolley.
