Manos sobre: ​​cómo las tecnologías hápticas traerá táctil para vr

Casi la totalidad de la impresionante VR trabajo realizado hasta la fecha se ha centrado en sólo dos sentidos: la vista y el oído. Eso es un gran comienzo, y uno que permita a un montón de experiencias fuertes, pero es incompleta. Con el fin de sumergirse completamente usuarios en entornos de realidad virtual interactiva, que va a ser necesaria la construcción de los periféricos que se dedican plenamente su sentido del tacto.¿Por qué la tecnología de realidad virtual dejará su mente en 5 años¿Por qué la tecnología de realidad virtual dejará su mente en 5 añosEl futuro de la realidad virtual incluye la cabeza, el ojo y el seguimiento de expresión, toque simulado, y mucho más. Estas sorprendentes tecnologías estarán disponibles para usted en 5 años o menos.Lee mas

Por desgracia, el tacto es un sentido mucho más difícil de engañar a que la visión es. Con la visión, todo el hardware tiene que hacer es que viajan las señales de interrupción a los ojos. Piel, por el contrario, cubre unos dos metros cuadrados de su cuerpo y articula complicadas interacciones bidireccionales con el mundo.

Este es el órgano que la tecnología háptica está tratando de engañar, y es difícil. Existen una serie de periféricos que existen para ayudar a construir la inmersión, pero ninguno disponible en este momento proporcionar experiencias hápticas muy convincentes.

El problema se agrava debido a la estimulación de la piel no tiene la larga historia de investigación que hacen pantallas ópticas. El primer uso de una pantalla de exploración para volver a crear una imagen fue en 1907, y se tomó investigadores e ingenieros de casi un siglo completo para obtener pantallas pequeñas y precisas suficiente para proporcionar una buena experiencia de realidad virtual. El viaje equivalente, para el tacto, está apenas comenzando.

En este artículo, vamos a explorar algunas de las tecnologías en desarrollo en la actualidad que pueden proporcionar un cierto sentido del tacto para los usuarios de VR. He clasificados en las tecnologías de la calidad de la experiencia que potencialmente puede ofrecer, y cómo se necesita mucho trabajo antes de que puedan ser comercializados.

Retumbar

Una forma sencilla para proporcionar la fuerza de respuesta rudimentaria es a través del uso de motores de vibración simples, del tipo que se encuentra en los paquetes de controladores sonoras de videojuegos modernos. Estos adquieren una nueva dimensión en la realidad virtual, ya que son capaces de asociar las frecuencias vibratorias específicas e intensidades con los límites de los objetos virtuales.

Los usuarios podrían sentir un pequeño bache cuando tocan un objeto o un elemento de interfaz de usuario, y un pulso más fuerte cuando lo activan (similar a la fuerza de respuesta en las pantallas de teléfonos inteligentes modernos).

Este tipo de retroalimentación también podría ser utilizado para transmitir la textura de las superficies. Con una unidad de regeneración de la fuerza en cada dedo, como en el caso de la Glove1, esta tecnología podría ser útil para navegar interfaces virtuales con los ojos cerrados. Dicho esto, esta tecnología proporciona un enfoque muy sencillas, funcionales al tacto, y nunca será mucho de un constructor de inmersión.

Piel Shear hápticos

La tecnología de cizalla de la piel se basa en un hecho sorprendente acerca de nuestro sentido del tacto, que es que juzgamos principalmente la luz, la presión no dolorosa por el grado en que nuestra piel se desliza alrededor (algo que se puede probar fácilmente tocando suavemente una mancha en la piel y deslizando el dedo.

Como la piel se estira, la sensación de presión aumenta. Esto es muy útil, ya que la cizalladura de la piel es algo que es fácil de reproducir mecánicamente, y puede proporcionar la ilusión de una presión sostenida, algo que no es posible con un simple motor vibrador.

En este momento, la aplicación más avanzada de esta tecnología es el controlador táctico Haptics, que se conecta al sistema de control de movimiento STEM y proporciona realimentación de presión en bruto en respuesta a las interacciones virtuales como el retroceso del arma, moviendo una varita través de un material, y balanceando un peso virtual alrededor de una cadena virtual.

Los resultados son sorprendentemente convincente de la simplicidad del mecanismo. Es fácil imaginar la construcción de un guante que proporciona este tipo de retroalimentación con más precisión, lo que permite objetos virtuales que tienen densidad, si no se solidez: los objetos pueden sentir duro, simplemente no será capaz de detener el movimiento de la mano del usuario.

Esta es una mejora importante, aunque tiene muchas de las mismas limitaciones que el estruendo sencilla - la piel pura tecnología puede engañar al sentido del tacto, pero no se puede engañar a la propiocepción (el sentido intuitivo de dónde están sus extremidades son y cómo se están moviendo ). Incluso si la piel del usuario los que han golpeado dice algo sólido, sus músculos saben que su mano se mueve de forma fluida a través de él.

Las armaduras robóticas

Esta es la parte donde todo empieza a ser un poco raro. Digamos que la tecnología debe ser capaz de evitar que los usuarios empujando sus manos a través de objetos, para crear una ilusión más convincente de solidez. Eso significa que tiene que ejercer la fuerza en el miembro de algún marco de referencia externo.

La manera más sencilla de lograr esto es utilizar la robótica, que se unen ya sea a su cuerpo o al suelo, evitando su movimiento fuera de los límites de la geometría virtual.

Por un lado (que permite al usuario agarrar y sentir la solidez de los objetos virtuales, que se ve algo como esto.

Un poco de miedo, ¿verdad? Bueno, hay muchas cosas que Guante todavía no puede hacer. ¿Y si el objeto que se está tocando es pesado? ¿Y si es algo sólido, como una pared, que necesita para resistir movimientos de los hombros y los codos, así como la muñeca y los dedos? Bueno, entonces usted necesita algo como esto:

La página web CyberGlove no enumera un precio para el dispositivo en el vídeo de arriba, pero otros sistemas como el que se ejecute en los cientos de miles de dólares. Parte de la razón de esto es que sólo unas pocas organizaciones industriales y militares en realidad compran estos dispositivos (y en cantidades muy pequeñas), que impulsa el precio hacia arriba.

La otra parte es que estos son realmente impresionantes piezas de equipo a nivel técnico. Considere lo que sea necesario para proporcionar una experiencia de retroalimentación háptica convincente de tocar un objeto sólido. Si el usuario coloca su mano contra una pared virtual y empuja, el sistema debe detectar el movimiento, consultar con la simulación para determinar que estén en contacto con un objeto sólido, luego físicamente (y de forma fluida) mover la armadura para resistir el movimiento y devolver el la mano del usuario a su posición original.

Todo esto debe llevarse a cabo antes de que el cerebro puede registrar que el movimiento ha comenzado. Eso es un enorme desafío técnico, e incluso el mejor hardware de hoy no acaba de alcanzar la perfección.

La otra limitación aquí, aparte de los retos de conseguir los costes de fabricación hasta un nivel aceptable, tiene que ver con la fabricación de la tecnología conveniente. Literalmente flejes de ti mismo en una armadura mecánica elaborada y poderosa tiene un sustancial barreras psicológicas asociadas con ella. Es dudoso si los usuarios estarán dispuestos a aguantar a ese tipo de inconvenientes sobre una base regular, incluso si la tecnología es lo suficientemente sofisticada como para proporcionar una buena experiencia.

Lo más cerca que esta tecnología ha llegado a ser desplegado en un nivel de consumo es en forma de dispositivos como el Halcón Novint. El Halcón no es un dispositivo de realidad virtual como tal, dado que su espacio de trabajo es una esfera de sólo unas pocas pulgadas de diámetro - que dijo, proporciona alta precisión, de tres ejes de retroalimentación de fuerza, y es el único dispositivo en un punto de precios al consumidor que lo haga.Toque algo que no está ahí - Tecnología háptica [Explica MakeUseOf]Toque algo que no está ahí - Tecnología háptica [Explica MakeUseOf]Háptica es la tecnología del tacto. En el contexto de un entorno virtual, que significaría ser capaz de tocar y sentir, literalmente, algo que no está ahí, pero que ciertamente no es su único uso. De...Lee mas

Novint ha estado trabajando en un exoesqueleto basado en el brazo llamado el Xio por un tiempo, a pesar de que el proyecto parece estar en el limbo, por el momento, a raíz de los problemas financieros de la compañía.

Potencialmente, este tipo de armaduras podrían ser más simples y más barato a través de la utilización de polímeros electroactivos - ‘músculos artificiales hechos de plástico que se contraen en respuesta a la corriente eléctrica, y son generalmente más baratos y más compacto que los motores lineales equivalentes.

realimentación acústica

Un enfoque totalmente independiente para el problema es el uso de rejillas de ultrasonido phased para crear patrones de interferencia densos en el aire, que se ha registrado por la piel en forma de sólido, y puede proporcionar resistencia real. La tecnología puede ser utilizada para proyectar objetos virtuales en 3D en el aire que los usuarios pueden tocar, con los nodos de intersección de las ondas de presión que producen la fuerza genuina en las manos del usuario.

A primera vista, esto podría parecer la bala mágica para VR retroalimentación háptica. Por desgracia, hay algunas limitaciones. La resolución está limitada por la respuesta de frecuencia de los altavoces, así como el número de ellos: ser capaz de cubrir un área espacial grande no es necesariamente práctico.

Más significativamente, no hay “fugas” sustancial - formas de energía acústica nodos inadvertidos y semirremolques nodos en el espacio alrededor de donde los patrones intencionales se están creando (algo que se puede ver en el aceite). Las presiones producidas por este sistema son muy débiles: el intento de ampliar su escala de volúmenes que podrían ejercer varias libras de presión sobre su cuerpo implicaría una enorme cantidad de energía y podrían ser físicamente peligroso para los usuarios.

La estimulación del nervio

Por último, vamos a tomar un momento para tocar en una tecnología más especulativo. Una forma (algunas personas podrían argumentar la mejor manera) a comprometerse con el sentido del tacto es por estimulación directa de los nervios de los brazos del usuario, la columna vertebral o el cerebro. De esta manera, es posible engañar tacto, la propiocepción, el conjunto de nueve yardas - incluyendo sensaciones como la temperatura que podría ser poco práctico para lograr con un traje o armadura robótica. Potencialmente, los científicos podrían hacer todo esto sin necesidad de los trajes robot engorrosos o rejillas acústicas en fase.

Ya ha habido algún trabajo en este frente en el campo de las prótesis, tocando directamente en nervios cortados a enviar señales de los sensores de la prótesis, para crear un sentido de síntesis del tacto.

estimulación cerebral puede proporcionar información similar. El problema básico con este tipo de tecnologías es que requieren una cirugía bastante invasiva con el fin de poder instalar las interfaces nerviosas - Cirugía eso es un riesgo inaceptable en personas sanas. También son bastante crudo y de grano grueso, en cuanto a la precisión de las votaciones.

Con el fin de que éstos sean prácticos como paradigma de interfaz háptica, que realmente necesita para ser capaz de obtener la resolución de la interfase electrodo mucho más fina, y reducir la invasividad del procedimiento. Hay algunos enfoques aquí, que van desde nanotechnologY para optogenética, pero parece seguro decir que los principales avances son poco probables en los próximos años.La nanotecnología cómo está cambiando el futuro de la medicinaLa nanotecnología cómo está cambiando el futuro de la medicinaEl potencial de la nanotecnología no tiene precedentes. ensambladores universales verdaderos sea el comienzo de un cambio profundo en la condición humana. Por supuesto, todavía hay un largo camino por recorrer.Lee mas

El futuro del tacto

Es todavía pronto para realidad virtual, y todavía no existe la demanda del consumidor amplio para las interfaces hápticas - pero no lo será. La enorme fiebre del oro de la innovación realidad virtual está apenas comenzando, y que es probable que veamos todas estas técnicas mejoradas de forma masiva en los próximos años.

Dicho esto, ninguna de las tecnologías actuales parece perfecto. Todos ellos tienen al menos un serio inconveniente, ya sea en términos de la calidad de la sensación que pueden proporcionar, o las barreras para su uso. Es muy posible que la eventual solución “perfecta” para introducir VR no se ha inventado todavía. Si ese es el caso, estoy ansioso por ver lo que los desarrolladores vienen con el siguiente.

¿Estás emocionado por las interfaces hápticas de VR? ¿Hay un interesante producto o tecnología que no cubrimos aquí? Háganos saber en los comentarios!