Haptique

liens de xternal le de cet article est au sujet de technologie haptique. Pour l'étude du comportement émouvant chez l'homme, voir le Haptics . Pour la biologie des récepteurs sensoriels, voir le système Somatosensory .

le haptique , du grec ( Haphe ), des moyens concernant le sens du touchent (ou probablement « contact » de mot de de haptesthai de signification grecque ou « contact ").

La technologie haptique se rapporte à la technologie qui connecte l'utilisateur par l'intermédiaire du sens du contact en s'appliquant des forces, des vibrations et/ou des mouvements à l'utilisateur. Cette stimulation mécanique est employée pour créer les objets virtuels haptiques. Cette technologie naissante promet d'avoir atteindre au loin des applications. Dans quelques domaines, elle a déjà. Par exemple, la technologie haptique a permis pour étudier en détail comment le sens humain des travaux de contact, en permettant la création des objets virtuels haptiques soigneux-commandés. Ces objets sont employés pour sonder systématiquement des possibilités haptiques humaines. Il est très difficile réaliser c'autrement. Ces nouveaux outils de recherches contribuent à notre arrangement de la façon dont le contact et ses fonctions fondamentales de cerveau fonctionnent (voir des références ci-dessous).

Bien que les dispositifs haptiques soient capables de mesurer les forces en bloc ou réactives qui sont appliquées par l'utilisateur il ne devraient pas être confondus avec le contact ou les sondes tactiles qui mesurent la pression ou la force exercée par l'utilisateur à l'interface.

Histoire

Une des formes les plus tôt de dispositifs haptiques est employée dans de grands avions modernes qui emploient les systèmes servo du pour actionner des systèmes de contrôle. De tels systèmes tendent à être " ; one-way" ; du fait le appliqué par forces aérodynamiquement sur les gouvernes ne sont pas perçus aux commandes, avec les forces normales absentes simulées avec des ressorts et des poids. Dans des avions plus tôt et plus légers sans systèmes servo, car les avions ont approché une stalle la vibration aérodynamique a été sentie dans les commandes du pilote, un avertissement utile au pilote d'une condition de vol dangereuse. Cette secousse de commande n'est pas sentie quand des systèmes de servocommande sont employés. Pour remplacer cette sélection absente , l'angle d'attaque est mesuré, et quand il approche le point critique de stalle un " ; shaker" de bâton ; (une masse tournante non équilibrée) est engagé, simulant les effets d'un système de contrôle plus simple. Ceci est connu comme rétroaction haptique . Alternativement la force servo peut être mesurée et ce signal être dirigée vers un système servo sur la commande. Cette méthode est connue en tant que rétroaction de force de . La rétroaction de force a été mise en application expérimentalement dans des quelques excavatrices que c'est utile en excavant les matériaux mélangés tels que de grandes roches incorporées en vase ou argile, car il permet l'opérateur au " ; feel" ; et travail autour des obsticles invisibles, permettant des croissances significatives dans la productivité.

Télémanipulateurs et simulateurs

Les télémanipulateurs sont les outils robotiques télécommandés, et quand des forces de contact sont reproduites à l'opérateur, ce s'appelle le " ; teleoperation" haptique ;. Les premiers télémanipulateurs électriquement actionnés ont été construits dans les années 50 au laboratoire national d'Argonne, le Etats-Unis , par Dr. Goertz , pour manipuler à distance les substances radioactives. Depuis lors, l'utilisation du " ; feedback" de force ; est devenu plus répandu dans toutes sortes de télémanipulateurs tel que les dispositifs sous-marins d'exploration commandés d'un site éloigné.

Dans 1988 chercheurs aux systèmes de Cybernet de a développé la première fois les dispositifs qui ont produit des forces arbitraires des modèles d'ordinateur ou des simulations au lieu des dispositifs slaves physiques réels. Quand de tels dispositifs sont simulés using un ordinateur (pendant qu'ils sont dans des matériels de formation d'opérateur) il est utile de fournir la rétroaction de force qui serait sentie dans des opérations réelles. Depuis les objets étant manoeuvrés n'existent pas dans un sens physique, les forces sont produites using (force se produisant) des commandes d'opérateur haptiques. Des données représentant des sensations de contact peuvent être sauvées ou jouées en arrière using de telles technologies haptiques. Cybernet a autorisé ses brevets de rétroaction de force au Immersion Corporation en 1998 et l'immersion a autorisé le Logitech , le Microsoft , le Sony et d'autres pour fabriquer des manches de rétroaction de force, des roues, et des dispositifs d'othere dans le monde entier.

Des simulateurs haptiques sont actuellement utilisés dans les simulateurs médicaux et des simulateurs de vol pour la formation pilote (2004).

Jeux

Quelques dispositifs haptiques bas de gamme sont déjà communs dans les contrôleurs de jeu de de forme en particulier des manches et les volants au début, de tels dispositifs et/ou dispositifs étaient les composants facultatifs (comme grondement Pak de du du contrôleur de Nintendo 64). Maintenant beaucoup des contrôleurs de console de plus nouvelle génération et du dispositif de quelques manches établi dans des dispositifs. Un exemple de ce dispositif serait les volants simulés d'automobile qui sont programmés pour fournir un " ; feel" ; de la route. Car l'utilisateur fait un tour ou accélère, le volant répond en résistant à des tours ou en s'échappant de la commande. Un autre concept de rétroaction de force était celui de la capacité de changer la température du dispositif de contrôle. Ceci prouverait particulièrement efficace pour l'utilisation prolongée du dispositif. Cependant, en raison du coût élevé d'une telle technologie (sans compter le drainage de puissance d'un tel composant) le plus étroit que beaucoup de fabricants sont venus à réaliser ce concept a été d'installer des trous d'air ou de petits ventilateurs sur le dispositif pour fournir aux mains de l'utilisateur la ventilation tout en actionnant le dispositif.

Un saut important en avant pour une expérience haptique de jeu a été permis avec le faucon de Novint de par les technologies de Novint de . Il a été libéré dans le 2007 empaqueté avec un groupe de jeux et de démos pour présenter la technologie et est disponible à un prix de percée des $200 USA au-dessous de. La démo incluse permet à l'utilisateur d'avoir l'expérience simulée de toucher une sphère qui peut selectably être rendue lisse, inégale, être faite de mélasse, être couverte en papier sablé, être faite de caoutchouc, plein du sable, magnétique, glacial ou faire de miel (sensiblement moins visqueux que la mélasse). D'autres expériences haptiques de simulation incluent sentir l'inertie d'une boule pesée fixée à la main de l'utilisateur avec une bande élastique qui peut être étirée et tournée autour dans des trois dimensions spatiales l'unes des. Beaucoup d'autres sensations sont simulées, comme frapper et attraper un base-ball, mettant le feu à un pistolet et le sentant reculer ou étirant en arrière un arc et une flèche pour libérer la tension et la laissent voler. Tandis que le prix du faucon de Novint met ce dispositif au bas de gamme des interfaces haptiques, c'est réellement un plein dispositif robotique triaxial qui donne à l'utilisateur une expérience haptique de simulation qui est surnaturelle, fournissant une expérience tactile significative vers la réalité virtuelle entièrement immersive.

Haptics en réalité virtuelle

Haptics gagne l'acceptation répandue en tant que parties fondamentales de systèmes de la réalité virtuelle , ajoutant le sens du contact aux solutions précédemment visuelles-seulement. La majeure partie d'utilisation de ces solutions aiguille-a basé le rendu haptique, où les interfaces utilisateurs au monde virtuel par l'intermédiaire d'un outil ou aiguille, donnant une forme d'interaction qui est informatique réaliste sur le matériel d'aujourd'hui

Recherche

De la recherche a été faite dans simuler les différents genres de Tactition au moyen de vibrations à grande vitesse ou d'autres stimulus. Un dispositif de ce type utilise une rangée de garniture de goupilles, où les goupilles vibrent pour simuler une surface étant touchée. Tandis que ceci n'a pas une sensation réaliste, il fournit la rétroaction utile, permettant la discrimination entre de diverses formes, les textures, et les resiliencies.

Médecine

Les diverses interfaces haptiques pour la simulation médicale peuvent s'avérer particulièrement utile pour la formation des procédures d'une façon minimum invahissantes (laparoscopie /radiologie Interventional de ) et de la chirurgie à distance using des télémanipulateurs. À l'avenir, les chirurgiens experts peuvent travailler d'un poste de travail central, effectuant des opérations dans divers endroits, avec la machine ont installé et préparation patiente effectuée par le personnel soignant local. Plutôt que voyageant à une salle d'opération, le chirurgien devient à la place une téléprésence de . Un avantage particulier de ce type de travail est que le chirurgien peut effectuer beaucoup plus d'opérations d'un type semblable, et avec moins de fatigue. Il est bien documenté qu'un chirurgien qui exécute plus de procédures d'une sorte donnée aura statistiquement pour améliorer des résultats pour ses patients.

En ophthalmologie , " ; haptic" ; se rapporte à un ressort de soutien, deux dont prise un objectif artificiel dans la capsule d'objectif (après le déplacement chirurgical de cataractes .

« Un dos haptique virtuel » (VHB) est avec succès intégré dans le programme d'études des étudiants au centre d'enseignement supérieur de l'Ohio de la médecine Osteopathic. La recherche indique que VHB est un aide pédagogique significatif dans le diagnostic palpatory (détection des problèmes médicaux par l'intermédiaire de contact). Le VHB simule les propriétés de découpe et de conformité (réciproque de la rigidité) des dos humains, qui palpated avec deux interfaces haptiques (technologies de SensAble, fantôme 3.

Littérature

L'utilisation des dispositifs haptiques dans le divertissement est apparue dans monde courageux de de livre de fiction de 1932 futurologues le nouveau par le Aldous Huxley . L'auteur a décrit un futur théâtre de divertissement où les restes de bras des sièges ont eu des positions pour que les mains reposent qui ont donné la stimulation haptique. Les programmes exhibés étaient d'une nature érotique du et plutôt que le " ; le " des films de ; ces théâtres et expositions se sont appelés le " ; le " des feelies de ;. Les dispositifs haptiques, y compris le haptics automoteur, comportent en évidence dans l'extrémité originale d'arcs-en-ciel de de s 2006 de Vernor Vinge '.

Robotique

La main adroite de robot d'ombre emploie le sens du contact, de la pression, et de la position de reproduire la poignée humaine dans toutes sa force, délicatesse, et complexité. Le SDRH a été développé la première fois par Richard Greenhill et son équipe des ingénieurs dans le Islington , Londres , en tant qu'élément du projet d'ombre, (maintenant connu sous le nom de Shadow Robot Company) un programme continu de recherche et développement dont le but est d'accomplir le premier humanoid d'une façon convaincante. Un premier prototype peut être vu dans la collection de la NASA de robots humanoid, ou de robonauts. La main adroite a les sondes haptiques incorporées dans chaque joint et dans chaque garniture de doigt qui retransmettent l'information à un ordinateur central pour le traitement et l'analyse. L'université de Carnegie Mellon à l'université de la Pennsylvanie et de Bielefeld en Allemagne en particulier ont trouvé que la main adroite est un outil de valeur inestimable en progressant notre arrangement de conscience haptique et est actuellement impliquée (2006) dans la recherche des implications étendues.

Arts

Le contact n'est pas limité à un sentiment, mais il permet l'interactivité en temps réel avec les objets virtuels. Ainsi le haptics sont utilisé généralement dans des arts virtuels, tels que la synthèse saine ou la conception graphique /animation . Le dispositif haptique permet à l'artiste d'avoir le contact direct avec un instrument virtuel qui peut produire le bruit ou les images en temps réel. Nous pouvons citer la synthèse de modélisation physique qui est une théorie des modèles efficace pour mettre en application l'interaction de croix-jeu entre le bruit, l'image, et les objets physiques. Par exemple, la simulation d'une corde de violon produit des vibrations en temps réel de cette corde sous la pression et l'expressivité de l'arc (dispositif haptique) tenu par l'artiste.

Conception

Les concepteurs et les modeleurs peuvent utiliser le haut-degré de dispositifs d'entrée de de liberté qui donnent la rétroaction de contact concernant le " ; surface" ; ils sont sculpting ou créants, des déroulements des opérations plus rapides et plus normaux de laisser qu'avec des méthodes traditionnelles.

Voir également


Liste de de la rétroaction de force de soutien de jeux
Gant de câble par

Lien externe

Vidéo de démo de faucon de Novint à [[Consumer Electronics Show|CES] 2007]

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