Med et virtual reality-headset kan du se og høre andre verdener, men så langt kan du ikke ta på dem. Det kan endre seg med en ny prototyp kinestetisk hanske bygget av forskere ved University of California, San Diego.
Relatert innhold
- Ta en virtuell tur til den internasjonale romstasjonen
- Kartlegge terrenget av berøring
Kinestetisk er ordet for tilbakemelding fra et system designet for å formidle informasjon via følelsen av å presse mot noe. Det er en undergruppe av feltet haptics, som har som mål å hjelpe mennesker til å forstå verden gjennom følelsen av berøring.
En hanske som denne, som bruker teknikker lånt fra myk robotikk for å skyve tilbake på brukerens fingre og simulere berøringssansen, kan være viktig i fremtidig utforskning av virtuelt rom, og gi mer sensasjon og dermed mer virkelighet til den virtuelle virkeligheten. Skaperne sier at det kan vokse til en ny kontroller for virtuelle spill eller medisinsk utstyr.
"Når folk tenker haptics, tenker de vanligvis på en rumble pad, eller en vibrerende kontroller, som når telefonen din vibrerer, noe som kan gi deg taktile tilbakemeldinger på en veldig enkel måte ... det er ingen retningsbestanddel for det, " sier Jurgen Schulze, et tillegg professor i informatikk ved UCSD som spesialiserer seg i virtual reality og som hjalp til med å utvikle prototypen. “Med hanskene er det du i teorien kan lage objekter du tar tak i og bære i hånden, få dem til å føle at de er der. De er fremdeles vektløse, men de har i det minste volum ... Det er et trinn over, og ganske stort, over bare å ha vibrasjonsfeedback. ”
UCSD-teamet prydet hansken med pneumatiske "muskler", som de som finnes i myke roboter. Spredt utover baksiden av hånden, de luftfylte sekkene blåses opp eller tømmes for å gi retningsbestemt trykk på fingrene. Luftmagasinene er dekket med flettede fibre, og en pumpe kontrollerer inflasjonsnivået. Apparatet er festet til et fleksibelt silikoneksoskelett som kan bæres over baksiden av hånden. En sporingsenhet følger bevegelsen til brukerens hånd, og trykk-tilbakemeldingen er basert på at den leser håndens posisjon.
Ta på hansken, sammen med et par briller og et sett hodetelefoner, så får du presentert et virtuelt piano som du kan føle når du berører tastene. Når du trykker mot en tast, blåses luftsekkene opp, trekker tilbake mot fingeren og simulerer berøringen. Ifølge testbrukere var resultatet "betagende", selv om de bemerket en forsinkelse i responsens hastighet.
Foreløpig er verket en prototype, og hansken fungerer bare med pianoprogrammet, og bare når sporingsenheten kan "se" begge hender. Fremtidige versjoner, sier Mike Tolley, en ingeniørprofessor som underviser en utdannet klasse ved UCSD om å designe systemer med myk robotikk, kan involvere integrerte sensorer som får posisjonsinformasjon fra selve hansken, noe som vil øke nøyaktigheten og lindre problemer som når en hånd er plassert foran en annen.
Tolley og Schulze ser for seg applikasjoner i spill og virtuell trening, men ser også potensiale i robotkirurgi. Et av triksene til robotassistert kirurgi er tilbakemelding. Den mest populære enheten, kalt DaVinci, tilbyr bare visuell tilbakemelding; kirurgen kjører den via to styrespaker, men er avhengig av visuelle signaler for å kunne si når du skal skyve fremover eller når du skal slå av på trykket.
“Hvis du har spilt med DaVinci, vet du at tilbakemeldingene du får der er visuelle, får du stereovisjon. Og det er ganske bra, folk har gjort mye med det, selv uten tilbakemeldinger fra styrken, sier Peter Kazanzides, informatikkprofessor og robotkirurgisk ekspert ved Johns Hopkins University, som ikke var tilknyttet UCSD-prosjektet. "Erfarne kirurger lærer hvordan man i hovedsak kan estimere mengden kraft de bruker ved å se på hvor stram suturen er, eller hvor mye vevet som strekker seg."
Det er ikke å si at haptisk tilbakemelding ikke kunne forbedre et slikt system. Men Kazanzides påpeker et annet problem som måtte løses først: DaVinci har ikke en måte å sanse krefter på.
For å bygge en robot som kan gi kraft tilbakemeldinger til brukerne, må den kunne føle trykket den legger på en overflate (eller kropp). Slike sensorer er vanligvis for store, for dyre og ikke av medisinsk karakter. Så selv om det er vanskelig å si nøyaktig i hvilken form krafttilbakemelding kan vises i robotassistert kirurgi, erkjenner Kazanzides at det fortsatt kan være fordelaktig.
For Tolley, Schulze og UCSD-gruppen er den mer umiddelbare fremtiden enhetens potensiale innen virtual reality-utforsking og spill, som den gamle Nintendo Power Glove, men med tilbakemeldinger. Fokuset deres er å få en realistisk respons fra det virtuelle tastaturet. "Utfordringen med virtual reality, spesielt for en maskiningeniør, handler om at du får den rette følelsen, " sier Tolley.
