Создано новое устройство, позволяющее имитировать тактильные ощущения прикосновения к мягким предметам
Разработка японских инженеров позволяет ощущать плотность и неоднородности кончиками пальцев. Устройство надевается на руку и дает реалистичное ощущение прикосновения. Такой прибор может служить для обучения будущих врачей-маммологов выявлению опухолей при пальпации. Исследователи из университета Гифу называют свое изобретение “многопальцевый тактильный интерфейс”, они представили его публике 2 июня на конференции IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) в Гонг-Конге.
Многопальцевый тактильный интерфейс
Технология тактильной связи или хаптики развивается последние несколько лет: создаются устройства, позволяющие имитировать столкновения предметов или лепить из виртуального пластилина. Однако создание тактильных ощущений все еще остается сложной задачей. В особенности сложным является симулирование прикосновений к мягким объектам, так как наши пальцы обладают высокой чувствительностью, передавая тонкие нюансы прикосновения, которые сложно подделать.
Обычно хаптик-устройства симулируют прикосновение, ограничивая движения руки в рассчитанный момент. При этом, как правило, человеком используется устройство 3D-визуализации типа наголовного шлема или комнаты виртуальной реальности. Если в такой системе врезаться в мягкий предмет, хаптика сначала даст руке возможность немного продвинуться в него, а затем начнет отталкивать руку, имитируя упругость.
Исследователи утверждают, что есть большая разница между тем, чтобы ощущать механическую отдачу и действительно чувствовать мягкое прикосновение. Данное чувство во многом обеспечивается сигналами, генерируемыми кожей, которая испытывает деформацию. Именно эту сторону ощущений и хотели симулировать японские ученые.
Устройство тактильных ощущение надевается на все пять пальцев
Само устройство состоит из пяти наконечников, соединенных с робо-рукой, довольно распространенный дизайн среди существующих тактильных устройств. Инновационная часть устройства – механизм, вступающий в контакт с подушечками пальцев. Этот механизм и использует тонкий гибкий слой материала, известного как гипер-гель, он обладает рядом характеристик, напоминающих человеческую плоть.
Чтобы симулировать мягкость пластинка геля растягивается между двумя роликами. Если приводы роликов не работают, пластина легко провисает между ними, становясь более мягкой. Кончик пальца как раз покоится на этой пластине и ощущает ее натяжение, когда ролики увеличивают натяжение геля, прикосновение ощущается как более упругое.
Механизм симуляции тактильных ощущение
По словам самих разработчиков, существуют несколько похожие технологии, позволяющие ощущать мягкость ощупываемого виртуального объекта, однако такие системы можно использовать для “ощупывания” лишь ограниченных объектов определенных форм, а также требуют калибровки под конкретные пальцы каждого пользователя. Такие ограничения сказываются на редком применении подобных систем в медицинских тренажерах. Применение обычных силиконовых манекенов также имеет свои недостатки: в этом случае нужно иметь множество разных манекенов с моделью опухоли в разных местах.
Используя же данную разработку можно создавать медицинские тренажеры с виртуальным телом, изменяемым сколько угодно и создающим все новые задачи для студентов.
Первые пользователи утверждают, что устройство дает весьма реалистичное ощущение мягкого прикосновения, практически не отличимое от реального. Исследователи готовят новые испытания и надеются, что однажды их разработка будет одобрена в качестве медицинского тренажера.
