Dispozitivul haptic creează texturi virtuale realiste

Credit: Universitatea din California de Sud

Tehnologia ne-a permis să ne cufundăm într-o lume de priveliști și sunete din confortul caselor noastre, dar ceva lipsește: atingerea.

Senzația tactilă este o parte extrem de importantă a modului în care oamenii își percep realitatea. Hapticele sau dispozitivele care pot produce vibrații extrem de specifice care pot imita senzația de atingere sunt o modalitate de a aduce la viață acest al treilea simț. Cu toate acestea, când vine vorba de haptică, oamenii sunt incredibil de adaptați dacă ceva se simte în regulă sau nu, iar texturile virtuale nu ating întotdeauna atenția.

Acum, cercetătorii de la Școala de Inginerie din USC Viterbi au dezvoltat o nouă modalitate prin care computerele obțin acea textura reală, cu ajutorul oamenilor.

Numit model bazat pe preferințe, cadrul folosește capacitatea noastră de a distinge detaliile anumitor texturi ca un instrument pentru a oferi acestor omologi virtuali o anumită atenție.

Cercetarea a fost publicată în Tranzacții IEEE pe Haptics de trei studenți doctoranzi USC Viterbi, Shihan Lu, Mianlun Zheng și Matthew Fontaine, precum și profesor asistent de informatică USC Viterbi Stefanos Nikolaidis și profesor asistent USC Viterbi WiSE Gabilan de informatică Heather Culbertson.

„Le rugăm utilizatorilor să-și compare sentimentele între textura reală și textura virtuală”, a explicat Lu, primul autor. „Modelul actualizează apoi în mod iterativ o textura virtuală, astfel încât textura virtuală să se potrivească cu cea reală în final.”

Potrivit lui Fontaine, ideea a apărut pentru prima dată când au împărtășit un curs despre interfețe haptice și medii virtuale, în toamna anului 2019, susținut de Culbertson. S-au inspirat din aplicația de artă Picbreeder, care poate genera imagini pe baza preferințelor unui utilizator din nou și din nou, până când obțin rezultatul dorit.







Oamenii de știință în informatică au creat cercetări haptice conduse de utilizatori care pot genera tonuri de apel moarte pentru texturi din lumea reală. 1 credit

„Ne-am gândit, ce dacă am putea face asta pentru texturi? îşi aminti Fontaine.

Folosind acest model bazat pe preferințe, utilizatorul primește mai întâi o textură reală, iar modelul generează aleatoriu trei texturi virtuale folosind zeci de variabile, din care utilizatorul poate alege apoi care arată cel mai mult în realitate. În timp, cercetarea își ajustează distribuția acestor variabile pe măsură ce se apropie de ceea ce preferă utilizatorul. Potrivit lui Fontaine, această metodă are un avantaj față de înregistrarea și „redarea” directă a texturilor, deoarece există întotdeauna un decalaj între ceea ce citește computerul și ceea ce simțim noi.

„Măsurați exact ceea ce simt ei, mai degrabă decât să imiteți ceea ce putem înregistra”, a spus Fontaine. Va apărea o eroare în modul în care ați salvat această textură, în modul în care o redați.”

Singurul lucru pe care trebuie să-l facă utilizatorul este să aleagă textura care i se potrivește cel mai bine și să ajusteze cantitatea de frecare folosind un simplu glisor. Frecarea este esențială pentru modul în care percepem texturile și poate varia de la o persoană la alta. Este „foarte ușor”, a spus Lu.

Munca lor ajunge exact la timp pentru piața emergentă a texturilor virtuale specifice și precise. Totul, de la jocuri video la design de modă, încorporează tehnologia haptică, iar bazele de date existente de texturi virtuale pot fi îmbunătățite prin această metodă de preferință a utilizatorului.

„Există o popularitate tot mai mare a dispozitivului haptic în jocurile video și în designul modei și simularea intervențiilor chirurgicale”, a spus Lu. „Chiar și acasă, am început să vedem utilizatori cu aceste dispozitive (haptice) care devin la fel de populare ca laptopul. De exemplu, cu jocurile video la persoana întâi, îi va face să simtă că interacționează cu adevărat cu mediul înconjurător.”

Lu a mai lucrat anterior cu tehnologia imersivă, dar cu sunetul, în special, făcând textura virtuală și mai captivantă prin introducerea de sunete corespunzătoare atunci când instrumentul interacționează cu ea.

„Când interacționăm cu mediul printr-un instrument, feedback-ul tactil este doar o modalitate, un tip de feedback senzorial”, a spus Lu. „Audioul este un alt tip de feedback senzorial și ambele sunt foarte importante.”

De asemenea, modelul de căutare a texturii permite cuiva să extragă o textură virtuală dintr-o bază de date, cum ar fi Setul de instrumente pentru texturi haptice de la Universitatea din Pennsylvania, și să o rafinească până când obține rezultatul dorit.

„Puteți folosi texturile virtuale anterioare pe care le-au cercetat alții și apoi, pe baza acestora, puteți continua să le reglați”, a spus Lu. „Nu trebuie să căutați de la zero de fiecare dată”.

Acest lucru este util în special pentru texturile virtuale utilizate în pregătirea stomatologică sau chirurgicală, care trebuie să fie extrem de precise, potrivit Lu.

„Pregătirea chirurgicală este cu siguranță un domeniu uriaș care necesită texturi foarte realiste și feedback tactil”, a spus Lu. „Designul de modă necesită, de asemenea, multă precizie în texturi în timpul dezvoltării, înainte de a le produce.”

În viitor, texturile reale s-ar putea să nu fie necesare nici măcar pentru model, a explicat Lu. Simțirea unor lucruri din viața noastră este atât de intuitivă încât să rafinam o textură pentru a se potrivi cu acea memorie este ceva ce putem face. în mod inerent, doar privind o fotografie, fără a avea în fața noastră textura reală de referință.

„Când vedem o masă, ne putem imagina cum se va simți masa odată ce o atingem”, a spus Lu. „Folosind aceste cunoștințe anterioare pe care le avem despre suprafață, puteți doar să oferiți feedback vizual utilizatorilor, ceea ce le permite să aleagă. ce se potrivește.”


Ecranele tactile îmbunătățite ar putea permite utilizatorilor să „simtă” obiectele


Mai multe informatii:
Shihan Lu et al, Modelarea texturii bazată pe preferințe prin generare și căutare interactivă, Tranzacții IEEE pe Haptics (2022). DOI: 10.1109/TOH.2022.3173935

Furnizat de Universitatea din California de Sud

Citat: Dispozitivul haptic creează texturi virtuale realiste (2022, 21 mai) Preluat la 22 mai 2022 de la https://techxplore.com/news/2022-05-haptics-device-realistic-virtual-textures.html

Acest document este supus dreptului de autor. Cu excepția utilizării loiale în scopuri de studiu sau cercetare privată, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este oferit doar cu titlu informativ.

Add Comment