Απτικές Διεπαφές (Haptic Interfaces)


Η αφή είναι μια αίσθηση καίριας σημασίας για την αντίληψη του περιβάλλοντος χώρου και την κατανόησή του. Η απτική εμπειρία κρίνεται καθοριστική όταν απαιτείται η αίσθηση παρουσίας ή ο επιδέξιος χειρισμός αντικειμένων σε ένα απομακρυσμένο (remote) ή εικονικό (virtual) περιβάλλον. Ωστόσο, η αναπαράσταση της αίσθησης της αφής είναι δύσκολη, καθώς το αισθητηριακό όργανο, το δέρμα, καλύπτει ολόκληρη την επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος και συγκεντρώνει διαφορετικούς τύπους υποδοχέων (receptors) ερεθισμάτων, παρουσιάζοντας διαφορετική ευαισθησία σε ποικίλα διαφορετικά ερεθίσματα.
Οι απτικές διεπαφές επιτρέπουν την αλληλεπίδραση του ανθρώπου (δερματικά και κιναισθητικά) με εικονικά ή απομακρυσμένα συστήματα. Πρόκειται για συσκευές ανάδρασης (feedback device) οι οποίες χρησιμοποιούνται για προσομοίωση λειτουργιών για ρεαλιστική μεταφορά δερματικών και μυϊκών ερεθισμών στο χρήστη. Με την ενσωμάτωση της απτικής ανάδρασης σε ένα εικονικό περιβάλλον οι χρήστες μπορούν να αναγνωρίσουν, να πιέσουν, να τραβήξουν, να κατανοήσουν και να χειριστούν τα αντικείμενα του περιβάλλοντος, πέρα από την απλή οπτικοποίησή τους.
Κρίσιμο σημείο: ο τρόπος με τον οποίο η απτική διεπαφή υλοποιεί το μηχανισμό λειτουργίας των υποδοχέων για τη δημιουργία και πρόσληψη ερεθισμάτων στο χρήστη-προκειμένου αυτά να μεταφραστούν σε ισοδύναμες προϋπάρχουσες κατανοήσεις (στο γνωστικό του μοντέλο), και ο τρόπος με τον οποίο η απτική διεπαφή παρέχει ανάδραση στις λειτουργίες- δράσεις του χρήστη.
Στόχος αυτών των τεχνολογιών είναι πάντα η προσαύξηση της ανθρώπινης εμπειρίας και κατανόησης μέσα από εμπλουτισμένα αισθητηριακά περιβάλλοντα.

Στην ενότητα αυτή θα αναπτυχθούν τα εξής σημεία:
  • Η αφή
    • Αίσθηση & Κατανόηση
  • Απτικές Διεπαφές
    • Βασικές λειτουργίες - Στόχοι
    • Το hardware των απτικών διεπαφών
  • Εύρος εφαρμογών
  • Κατηγοριοποιήσεις Απτικών Διεπαφών
    • Δερματικές διεπαφές vs. Κιναισθητικές διεπαφές
    • Μη-φορητές διεπαφές vs. Φορτητές διεπαφές
  • Γενικές σχεδιαστικές οδηγίες
  • Αξιολόγηση Απτικών Διεπαφών

Η αφή-Γενικά

Η αφή είναι μια αίσθηση καίριας σημασίας για την αντίληψη του περιβάλλοντος χώρου και την κατανόησή του. Η αίσθηση της αφής περιλαμβάνει τη διακριτική ικανότητα του δέρματος να διαχωρίζει τα επιφανειακά γνωρίσματα των αντικειμένων του περιβάλλοντος χώρου, και την κιναισθητική ικανότητα των μυών/τενόντων να προσδιορίζουν τη θέση του σώματος και τις αποστάσεις των άκρων από τα αντικείμενα. Η αφή, εκτός από ένας βιολογικός μηχανισμός πρόσληψης και αντίδρασης σε εξωτερικά ερεθίσματα, αφορά και στη «μετάφραση» και ερμηνεία των ερεθισμάτων αυτών.

Η αφή ως αίσθηση

Το αισθητηριακό όργανο της αφής, το δέρμα, καλύπτει ολόκληρη την επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος και συγκεντρώνει διαφορετικούς τύπους υποδοχέων (receptors) ερεθισμάτων, παρουσιάζοντας διαφορετική ευαισθησία σε ποικίλα διαφορετικά ερεθίσματα. Σειρές υποδοχέων (μεταξύ των οποίων Μηχανοαισθητήρες – Mechanoreceptors- για πίεση, δόνηση, γαργάλημα, Θερμοϋποδοχείς – Thermoreceptors-για θερμοκρασία και Βλαβοϋποδοχείς – Nociceptors- για πόνο) σε όλο το σώμα μας είναι συντονισμένες ώστε να αντιλαμβανόμαστε τις διαφορετικές πληροφορίες του σωματοαισθητικού κόσμου. Όπως αναπαρίσταται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 1- http://www.ssvisuals.com/images/hcharts/23hskin.jpg) , στις στιβάδες του δέρματος, κάτω από την επιφάνεια, υπάρχουν εμφυτευμένα πολλά είδη μικροσκοπικών υποδοχέων που αντιλαμβάνονται διαφορετικές εκφάνσεις της αφής.

23hskin.jpg
Εικόνα 1: Οι υποδοχείς του ανθρώπινου δέρματος
Όλοι αυτοί οι υποδοχείς έχουν ιοντικά κανάλια που ανοίγουν ως απάντηση σε μηχανικές παραμορφώσεις, προκαλώντας δυναμικά ενέργειας που μπορούν να καταγραφούν πειραματικά με ειδικά ηλεκτρόδια. Από τη στιγμή που θα ανιχνεύσουν ένα ερέθισμα, οι υποδοχείς διαδοχικά στέλνουν ώσεις κατά μήκος των αισθητηριακών νεύρων που εισέρχονται στις ραχιαίες ρίζες του νωτιαίου μυελού. Οι άξονες που συνδέουν τους υποδοχείς της αφής με το νωτιαίο μυελό είναι μακρές εμμύελες ίνες οι οποίες μεταφέρουν την πληροφορία από την περιφέρεια προς τον εγκεφαλικό φλοιό, εξαιρετικά γρήγορα. Το κρύο, η ζέστη και ο πόνος ανιχνεύονται από λεπτούς άξονες με «γυμνές» απολήξεις, που μεταδίδουν την πληροφορία πιο αργά. Οι υποδοχείς για τη θερμοκρασία υφίστανται προσαρμογή.
Αν και συχνά κατατάσσεται μαζί με την αφή ως άλλη μία αίσθηση του δέρματος, ο πόνος είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα με πολύ διαφορετικές λειτουργίες και πολύ διαφορετική ανατομική οργάνωση. Η καταγραφή από μεμονωμένες νευρικές ίνες σε πειραματόζωα δίνει απαντήσεις ως προς τα ερεθίσματα που προκαλούν καταστροφή ή απλώς απειλούν να καταστρέψουν τον ιστό – έντονα μηχανικά ερεθίσματα (π.χ. τσίμπημα), έντονη ζέστη και μία ποικιλία χημικών ερεθισμάτων. Αλλά αυτά τα πειράματα δε μας λένε τίποτα για την υποκειμενική εμπειρία. Οι τεχνικές της μοριακής βιολογίας βοήθησαν στην ανακάλυψη της δομής και των χαρακτηριστικών ενός αριθμού υποδοχέων πόνου (4).

Η αφή ως κατανόηση

Επιπλέον, η απτική εμπειρία μπορεί να επεκταθεί ώστε να αποτελέσει την αντίστοιχη απτική κατανόηση. Η αφή ως κατανόηση αναφέρεται στην πρόσληψη, μετάφραση, επιλογή και οργάνωση της απτικής αισθητηριακής πληροφορίας. Έτσι, μιλάμε για δερματική κατανόηση (κατανοήσεις πληροφορίας που προσλαμβάνεται μέσω των υποδοχέων• ανάπτυξη κατανοήσεων για επιφανειακές (σχήμα, υφή, γεωμετρία) και ογκομετρικές (μάζα, ελαστικότητα, διαστάσεις) ιδιότητες αντικειμένων) και για κιναισθητική κατανόηση (μεταφράσεις ερεθισμάτων που προκαλούνται σε μυς/τένοντες-μετάφραση αίσθησης δύναμης• έλεγχος κίνησης άκρων-θέση του σώματος). Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 2-http://psyc.queensu.ca/~cheryl/Handsgre2.jpg ) συγκεντρώνονται οι δερματικές κατανοήσεις των χαρακτηριστικών των αντικειμένων.
Handsgre2.jpg
Εικόνα 2: Δερματική κατανόηση
Η αφή δεν είναι παθητική αίσθηση που απαντά μόνο στα ερεθίσματα που δέχεται. Εμπλέκεται και στον ενεργό έλεγχο της κίνησης (Εικόνα 3- http://www.yourdictionary.com/images/computer/_MOTION.GIF). Οι νευρώνες του κινητικού φλοιού που ελέγχουν τους μυς του βραχίονα που κινούν τα δάχτυλα δέχονται αισθητηριακή πληροφορία από τους υποδοχείς της αφής στις άκρες των δακτύλων. Η συνομιλία του αισθητηριακού και του κινητικού συστήματος αρχίζει στους πρώτους ενδιάμεσους σταθμούς στο νωτιαίο μυελό, με ιδιοδεκτική ανατροφοδότηση στους κινητικούς νευρώνες και συνεχίζει σε όλα τα επίπεδα του σωματοαισθητικού συστήματος. Ο πρωτοταγής αισθητικός και κινητικός φλοιός βρίσκονται ακριβώς δίπλα ο ένας με τον άλλο στον εγκέφαλο. Η ενεργός διερεύνηση είναι πολύ κρίσιμη για την αίσθηση της αφής.
_MOTION.GIF
Εικόνα 3: Κιναισθητική κατανόηση-ενεργός έλεγχος της κίνησης

Απώλεια της αφής

Απώλεια της αφής ισοδυναμεί με:
  • Ανικανότητα ελέγχου και προσδιορισμού της θέσης και της κίνησης των άκρων
  • Μείωση δεξιοτήτων
  • Ακανόνιστες κινήσεις και ανικανότητα βάδισης
  • Απουσία αίσθησης πόνου και θερμοκρασίας
  • Δυσκολία στο λόγο (γενικά αδυναμία ελέγχου μυών)
  • Iδιαίτερη δυσκολία στην εκμάθηση νέων δεξιοτήτων ή στην επαναπόκτηση των παλιών
  • Αδυναμία επικοινωνίας με τη γλώσσα του σώματος

Από την αφή στις απτικές διεπαφές…

Λόγω του ότι μπορεί να ανιχνευθεί από οποιοδήποτε σημείο του σώματος και με διαφορετικό τρόπο, η αίσθηση της αφής είναι δύσκολο να συντεθεί. Επιπρόσθετα, το οπτικό και το ακουστικό αισθητηριακό κανάλι υπερισχύουν του απτικού καναλιού. Σε αντίθεση, όμως, τόσο με την όραση όσο και με την ακοή, η αφή επιτρέπει τόσο την παθητική πρόσληψη του ερεθίσματος, όσο και την ενεργητική απόκριση μέσω κίνησης. Ο Ivan Sutherland, ένας από τους «πατέρες» της εικονικής πραγματικότητας, έχει προτείνει: «η ανθρώπινη κιναισθητική αίσθηση αποτελεί άλλο ένα ανεξάρτητο αισθητηριακό κανάλι προς τον εγκέφαλο, ένα κανάλι του οποίου η πληροφορία μπορεί να αφομοιωθεί σχεδόν υποσυνείδητα». Προσθέτοντας ένα επιπλέον ανεξάρτητο κανάλι εισόδου δεδομένων, η ποσότητα της πληροφορίας που τελικά φτάνει στον εγκέφαλο είναι σαφώς αυξημένη.
Οι απτικές διεπαφές επιτρέπουν την αλληλεπίδραση του ανθρώπου (δερματικά και κιναισθητικά) με εικονικά ή απομακρυσμένα συστήματα. Πρόκειται για συσκευές ανάδρασης (feedback device) οι οποίες χρησιμοποιούνται για προσομοίωση λειτουργιών για ρεαλιστική μεταφορά δερματικών και μυϊκών ερεθισμών στο χρήστη.
Ένα ολοκληρωμένο σύστημα απτικής αλληλεπίδρασης περιλαμβάνει τη συσκευή της αλληλεπίδρασης και μια προσομοίωση, μια αναπαράσταση του εικονικού περιβάλλοντος με το οποίο αλληλεπιδρά ο χειριστής της συσκευής σε πραγματικό χρόνο. Στην προσομοίωση αυτή τα εικονικά αντικείμενα αποκτούν ρεαλιστικές ιδιότητες (μάζα, σκληρότητα, υφή)- οι φυσικές ιδιότητες των αντικειμένων προσομοιώνονται με βάση τη μαθηματική τους μοντελοποίηση. Έτσι, η διεπαφή αποτελεί έναν χειριστή (manipulator) που λειτουργεί ως ενδιάμεσος μεταξύ του ανθρώπου-χειριστή και της προσομοίωσης – και δέχεται και δημιουργεί ερεθίσματα στο δέρμα και τους μυς.
Σχηματικά, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η απτική τεχνολογία (Εικόνα 4):
  • Προσομοιώνει τα ανθρώπινα δερματικά και κιναισθητικά αισθητηριακά κανάλια
  • Εφαρμόζει στο χρήστη αναδράσεις δυνάμεων (μυϊκές συστολές, δονήσεις ή κινήσεις)
  • Οι δυνάμεις εφαρμογής εξαρτώνται από τις κινήσεις του χρήστη
1.png
Εικόνα 4: Από την απτική τεχνολογία στην απτική αλληλεπίδραση

Με την ενσωμάτωση της απτικής ανάδρασης σε ένα εικονικό περιβάλλον οι χρήστες μπορούν να αναγνωρίσουν, να πιέσουν, να τραβήξουν, να κατανοήσουν και να χειριστούν τα αντικείμενα του περιβάλλοντος, πέρα από την απλή οπτικοποίησή τους.
Κρίσιμο σημείο: ο τρόπος με τον οποίο η απτική διεπαφή υλοποιεί το μηχανισμό λειτουργίας των υποδοχέων για τη δημιουργία και πρόσληψη ερεθισμάτων στο χρήστη-προκειμένου αυτά να μεταφραστούν σε ισοδύναμες προϋπάρχουσες κατανοήσεις (στο γνωστικό του μοντέλο), και ο τρόπος με τον οποίο η απτική διεπαφή παρέχει ανάδραση στις λειτουργίες- δράσεις του χρήστη
Η απτική τεχνολογία χαρακτηρίζεται από δύο βασικές λειτουργίες:
  1. Η συσκευή χρησιμοποιείται για να μετρήσει την κίνηση (θέση, ταχύτητα, επιτάχυνση) και τις δυνάμεις που αναπτύσσονται στο χρήστη
  2. Η συσκευή χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει τα παραπάνω σε σχέση με τους χωρικούς και χρονικούς περιορισμούς του περιβάλλοντος του χρήστη
Η εμπειρία της απτικής ανάδρασης είναι ρεαλιστική και μπορεί να βελτιώσει την απόδοση και την αίσθηση ρεαλισμού κατά την αλληλεπίδραση με εικονικά ή απομακρυσμένα περιβάλλοντα.

Οι στόχοι των απτικών διεπαφών:

  • Να επιτρέπουν την αντίληψη της κίνησης/θέσης των άκρων του σώματος
  • Να βελτιώνουν την επιδέξια εκτέλεση εργασιών (αυξημένη ακρίβεια και ταχύτητα εκτέλεσης)
  • Να επιτρέπουν την εκπαίδευση μέσα σε ένα ασφαλές εικονικό περιβάλλον
  • Να αυξάνουν την αίσθηση ρεαλισμού κατά την εκτέλεση της εργασίας à μεταφορά της δεξιότητας από το εικονικό στο πραγματικό περιβάλλον
  • Για συστήματα τηλεχειρισμού: να βελτιώνουν την απόδοση του χειριστή (μείωση χρόνου ολοκλήρωσης, μείωση μέγιστων δυνάμεων και ροπών, μείωση αθροιστικών δυνάμεων και ροπών, αύξηση χρόνου επερχόμενης κόπωσης)

Για να επιτευχθούν οι παραπάνω στόχοι, έχει αναπτυχθεί ένα σύνολο υλικών (hardware), π.χ. Joystick, stylus, exoskeleton devices, wearable vests, πύνακεσ ηλεκτροδύων, κλπ., τα οποία διακρίνονται σε ρομποτικούς μηχανισμούς (mechanism), αισθητήρες (sensors) και μηχανισμούς κίνησης (actuators).

Κατηγοριοποιήσεις των απτικών διεπαφών


Η κατηγοριοποίηση των απτικών διεπαφών γίνεται με βάση δύο κριτήρια: α) τη φορητότητά τους και β) το είδος της ανάδρασης που θα υποστηρίξουν. Έτσι, ως προς το πρώτο κριτήριο οι διεπαφές διαχωρίζονται σε φορητές και μη-φορητές(σταθερές). Ως προς το δεύτερο κριτήριο, οι διεπαφές διακρίνονται σε διεπαφές με δερματική ανάδραση και διεπαφές με κιναισθητική ανάδραση (και μπορούν να είναι φορητές ή μη).
Οι διεπαφές που υποστηρίζουν δερματική ανάδραση συγκεντρώνουν και επεξεργάζονται πληροφορίες σχετικές με πίεση, πόνο ή θερμοκρασία και εφαρμόζονται συνήθως στα ακροδάχτυλα (και σπανιότερα σε άλλα σημεία του σώματος). Συγκρινόμενες, δε, με τις ακουστικές διεπαφές, χαρακτηρίζονται από ανεξαρτησία από τη φυσική γλώσσα του χρήστη, κάτι που μπορεί να υποβοηθήσει τυφλούς χρήστες. Μεταξύ άλλων, στα πλεονεκτήματά τους συμπεριλαμβάνεται η υποστήριξη δραστηριοτήτων που απαιτούν συντονισμό χεριού-ματιού (βελτιώνοντας την απόδοση σε εργασίας που χρειάζονται επιδέξιους χειρισμούς), η ειδοποίηση του χρήστη μέσω δονήσεων σε κρίσιμες εφαρμογές, η σωστή κρίση για ελαστικότητες και υφές κατά την εκτέλεση δραστηριοτήτων διερεύνησης χώρων και χειρισμού αντικειμένων. Στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 5) αποτυπώνεται ένα παράδειγμα φορετής (wearable) διεπαφής για τον κορμό, η οποία χρησιμοποιείται για πλοήγηση/καθοδήγηση του χρήστη στο χώρο, μέσω ηλεκτροδίων που τοποθετούνται σε διατάξεις πλεγμάτων.

RobotSuit.png
Εικόνα 5: Φορετή απτική διεπαφή δερματικής ανάδρασης για τον κορμό

Κατ’ αναλογία, οι διεπαφές που υποστηρίζουν κιναισθητική ανάδραση, χρησιμοποιούνται για να συγκεντρώνουν και να επεξεργάζονται πληροφορίες σχετικές με την κίνηση και τη θέση, και εφαρμόζονται σε οποιοδήποτε σημείο του σώματος, αλλά κυρίως στο χέρι-βραχίονα, στην ποδοκνήμη και στον κορμό. Χαρακτηρίζονται από δύο παραμέτρους: το βαθμό ελευθερίας (Degree – Of – Freedom DOF), δηλαδή τον αριθμό των μεταβλητών που απαιτούνται για τον πλήρη προσδιορισμό της τοποθέτησης (pose) μιας συσκευής (διαθέσιμες προκαθορισμένες θέσεις και κινήσεις της συσκευής) και το φυσικό χώρο μέσα στον οποίο κινείται το καταληκτικό σημείο της ρομποτικής συσκευής (Workspace). Στην εικόνα 6 φαίνονται παραδείγματα συσκευών με ποικίλα DOF. Μια συσκευή με υψηλότερο DOF έχει και μεγαλύτερο Workspace. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα των διεπαφών που υποστηρίζουν κιναισθητική ανάδραση είναι η χωρική επίγνωση (spatial awareness), δηλαδή ο σωστός προσδιορισμός της θέσης του ατόμου στο εικονικό περιβάλλον- προσδιορισμός της θέσης του αντικειμένου/στόχου, η επαυξημένη δυνατότητα κρίσης αποστάσεων, που επιτρέπει το διαχωρισμό και την αναγνώριση διαστάσεων αντικειμένων, η βελτιωμένη και επακριβής μετακίνηση αντικειμένων στο εικονικό περιβάλλον (π.χ. telesurgery) και η βελτιωμένη αίσθηση παρουσίας ή ενσωμάτωσης του χρήστη στο εικονικό περιβάλλον.

SML_3parts.jpg
Εικόνα 6: Συσκευές με διαφορετικό DOF

Πριν την σχεδίαση της διεπαφής πρέπει να ληφθούν κάποιες αποφάσεις μεταξύ των οποίων το αν η ανάδραση θα είναι δερματική ή κιναισθητική, αν θα είναι φορητή, ποια θα είναι τα αντιληπτικά σημεία της εφαρμογής (δηλ. με ποιο σημείο του σώματος θα γίνεται η αλληλεπίδραση και ποιος ο ακριβής ρόλος κάθε μυός), ποιοι θα είναι οι χρήστες της εφαρμογής, κ.ά.


Σχεδιαστικές Οδηγίες


  • Τα χαρακτηριστικά του συστήματος θα πρέπει να συνάδουν με τις δυνατότητες του ανθρώπου-χειριστή
  • Η ανθρώπινη ευαισθησία σε δερματικούς ερεθισμούς επηρεάζεται από πολλαπλούς παράγοντες (ηλικία, φύλλο, δερματικές παθήσεις, κλπ.)
  • Ελαχιστοποίηση των δυνάμεων και της ακαμψίας του συστήματος για την αποτελεσματικότερη μεταφορά της πληροφορίας από το εικονικό περιβάλλον
  • Ελαχιστοποίηση των τριβών του μηχανισμού του συστήματος
  • Καλοσχεδιασμένο στοχευμένο σύστημα χωρίς άχρηστες επιπρόσθετες λειτουργίες που μπορεί να μπερδέψουν το χρήστη
  • Συστήνεται η ενεργητική συμμετοχή του χρήστη στη δραστηριότητα
  • Ελαχιστοποίηση των ασταθειών του ελέγχου και των στοιχείων που θα δημιουργούσαν σύγχυση στο χρήστη
  • Ρεαλιστική αναπαράσταση του εικονικού περιβάλλοντος
  • Διασφάλιση ακρίβειας στα σημεία επαφής με τη συσκευή


Αξιολόγηση Απτικών Διεπαφών


  • Αξιολόγηση του υλικού (hardware testing): ακολουθώντας βέλτιστες πρακτικές για τη σχεδίαση πειραμάτων, συλλογή και ανάλυση δεδομένων, στατιστική επεξεργασία, κλπ.
  • Αξιολόγηση από τον ανθρώπινο παράγοντα (human testing): ικανοποιητικό μέγεθος δείγματος, απομόνωση άλλων αισθητηριακών καναλιών που υπερισχύουν του απτικού


Εύρος εφαρμογών

  • Σχεδίαση προτύπων (Prototyping design)
  • Εκπαίδευση σε χειρουργικές διαδικασίες (Training in surgical procedures)
  • Τηλεχειρισμοί (Teleoperations)
  • Διασκέδαση (Entertainment)
  • Αποκατάσταση (Rehabilitation)
  • Προσαύξηση των γραφικών διεπαφών (Augmentation of GUIs)
  • Οπτικοποίηση/Χειρισμός επιστημονικών δεδομένων (Scientific data visualization/manipulation)
  • Σχεδίαση-Μεταποίηση με τη μεσολάβηση υπολογιστή (CAD/CAM)
  • Χειρισμοί πίνακα ελέγχου (Control panel operations)
  • Απομάκρυνση επικίνδυνων αποβλήτων (Hazardous waste removal)
  • Visual arts
  • Εμπλουτισμός συστημάτων νανοτεχνολογιών (Enhancement of nanomanipulation systems)
  • Επιστημονική μελέτη της αίσθησης της αφής (Scientific study of touch)

Παραδείγματα υλοποίησης τέτοιων εφαρμογών αποτυπώνονται στη συλλογή βίντεο που ακολουθεί.

Παρουσίαση




Βίντεο

The Human Skin Animation Video:

Haptic Technology:

The Haptic Tabletop Puck: Tactile Feedback for Interactive Tabletops:

Tele Surgery - 'Lindbergh Operation' :

World's First Ever Touchable Hologram! (Holography):

SemFeel: semantic tactile feedback for mobile touch-screen devices

Berkeley Bionics Human Exoskeleton:

Towards transmitting, storing, editing, and reproducing tactile information in the real world:

TactaVest: Integrating the sense of touch into video games.:

SensAble PHANTOM Omni Haptic Device In Action!

SATIN system for evaluating and modifying aesthetic shapes

Haptic Canvas (Laval Virtual 2010 Submission)


Σχετικές Ιδέες


1. Χρήση αισθητήρων για μέτρηση της πίεσης ή των καρδιακών παλμών και του βαθμού εφύδρωσης - τοποθέτηση στις παλάμες (υψηλή ευαισθησία του δέρματος). Με τον τρόπο αυτό μπορεί να εξαχθεί συμπέρασμα για το αν το άτομο είναι αγχωμένο, υποτονικό, θυμωμένο, κλπ. (διάφορες συναισθηματικές καταστάσεις που εκδηλώνονται με μεταβολές στους καρδιακούς παλμούς και στην υγρασία των άκρων). Στη συνέχεια, με βάση κάποιες τιμές-κατώφλια των αντίστοιχων παραμέτρων μπορούν να εκτελούνται από τον υπολογιστή αντίστοιχα μουσικά κομμάτια για την επαναφορά των καρδιακών παλμών και της εφίδρωσης στις κανονικές τιμές.
2. Κατασκευή εφαρμογής για αποκατάσταση ατόμων με προβλήματα στη κίνηση μυών, όπου το άτομο θα προσπαθεί να δημιουργεί ευθύγραμμα τμήματα σχεδιάζοντας γεωμετρικά σχήματα. Όταν θα ξεφεύγει από το πλαίσιο σχεδίασης θα προκαλείται ένα feedback δύναμης που θα τον επαναφέρει στη σωστή κατεύθυνση.
3. Δημιουργία εφαρμογής με τη χρήση κατάλληλων αισθητήρων που θα μετράνε τη θερμοκρασία και τη σκληρότητα για αναγνώριση και ομαδοποίηση αντικειμένων από άτομα μικρής ηλικίας ή από άτομα που χρειάζονται αποκατάσταση της δερματικής φθοράς, για την επανεξοικείωσή τους με τις διαφορές στις θερμοκρασίες και τις υφές.


Βιβλιογραφικές Πηγές


1. Philip Kortum, HCI beyond the GUI, Chapter 2 (Marcia K. O’Malley, Abhishek Gupta), Elsevier Inc., 2008
2. The Haptic Community Web Site - Haptics Conferences http://haptic.mech.northwestern.edu/intro/gallery/
3. Νευροφυσιολογία και αισθήσεις - http://www.docstoc.com/docs/20891460/%E2%80%9D-13-%E2%80%B0%E2%80%9E%C6%92%E2%80%9E%C5%92-%C6%92%E2%80%9E
4. Αφή και Πόνος - http://www.braincampaign.org/Common/Docs/Files/2776/cchap5.pdf
5. Human Factors in Haptic Interfaces - http://www.acm.org/crossroads/xrds3-3/haptic.html
6. VibrationOrForce <Haptics < TWiki - http://bdml.stanford.edu/twiki/bin/view/Haptics/VibrationOrForce


Επιπλέον Πηγές

7. Απτικά περιβάλλοντα διεπαφής, http://www2.eap.gr/images/2008_Haptics_Letta_F31232.pdf