Manos en cómo Haptic Technologies pondrá en contacto con la realidad virtual

Casi todos los impresionantes motivos por los que la tecnología de realidad virtual te dejará sin aliento en 5 años Por qué la tecnología de realidad virtual te dejará sin aliento en 5 años El futuro de la realidad virtual incluye el seguimiento de la cabeza, los ojos y las expresiones, el tacto simulado y mucho más. Estas sorprendentes tecnologías estarán disponibles para usted en 5 años o menos. Leer más El trabajo de VR realizado hasta la fecha se ha centrado en solo dos sentidos: su vista y su audición. Ese es un gran comienzo, y uno que permitirá muchas experiencias poderosas. La realidad virtual está a punto de cambiar la realización cinematográfica para siempre: Aquí es cómo la realidad virtual está a punto de cambiar la realización cinematográfica para siempre: Aquí es cómo la realidad virtual es una nueva forma de comunicarse con su espectador, y muchas personas con Un fondo en el cine tradicional encuentra las posibilidades interesantes. Leer más, pero está incompleta. Para poder sumergir completamente a los usuarios en entornos de realidad virtual interactivos, será necesario crear periféricos que comprometan completamente su sentido del tacto..

Desafortunadamente, el tacto es un sentido mucho más difícil de engañar que la visión. Con la visión, todo lo que el hardware tiene que hacer es interrumpir las señales que viajan a los ojos. La piel, en contraste, cubre aproximadamente dos metros cuadrados de su cuerpo y articula complicadas interacciones bidireccionales con el mundo.

Este es el órgano que la tecnología háptica está tratando de engañar, y es difícil. Hay una serie de periféricos El siguiente paso en la realidad virtual de inmersión: Razer Hydra y el Omni El siguiente paso en la realidad virtual de inmersión: Razer Hydra y el Omni Ahora que Oculus Rift está en manos de desarrolladores y entusiastas (lea mi extensa revisión de Oculus Rift), el trabajo en la versión para el consumidor está en marcha. Se están desarrollando nuevos juegos, existiendo ... Leer más que existen para ayudar a construir la inmersión, pero ninguno disponible en este momento proporciona experiencias hápticas realmente convincentes.

El problema empeora porque la estimulación de la piel no tiene la larga historia de investigación que tienen las pantallas ópticas. El primer uso de una pantalla de escaneo para recrear una imagen fue en 1907, y los investigadores e ingenieros tardaron casi un siglo en obtener pantallas lo suficientemente pequeñas y precisas para proporcionar una buena experiencia de realidad virtual. El viaje equivalente, para el tacto, recién comienza..

En este artículo, vamos a explorar algunas tecnologías en desarrollo hoy en día que pueden proporcionar cierto sentido táctil a los usuarios de VR. He clasificado las tecnologías por la calidad de la experiencia que potencialmente pueden proporcionar y cuánto trabajo se necesita antes de que puedan comercializarse..

Retumbar

Una forma sencilla de proporcionar retroalimentación de fuerza rudimentaria es mediante el uso de motores vibrantes simples, del tipo que se encuentra en los paquetes de ruidos de los modernos controladores de videojuegos. Éstos adquieren una nueva dimensión en la realidad virtual, ya que pueden asociar frecuencias e intensidades de vibración específicas con los límites de los objetos virtuales..

Los usuarios pueden sentir una pequeña señal cuando tocan un objeto o un elemento de UI, y un pulso más fuerte cuando lo activan (similar a la retroalimentación de fuerza en las pantallas de teléfonos inteligentes modernos).

Este tipo de retroalimentación también podría usarse para transmitir la textura de las superficies. Con una unidad de retroalimentación de fuerza en cada dedo, como en el caso de Glove1, esta tecnología podría ser útil para navegar por las interfaces virtuales con los ojos cerrados. Dicho esto, esta tecnología proporciona un enfoque muy espartano y funcional al tacto, y nunca será un constructor de inmersión..

Cizallas cutáneas hápticas

La tecnología de cizallamiento de la piel se basa en un hecho sorprendente sobre nuestro sentido del tacto, que consiste en que juzgamos principalmente la presión ligera y no dolorosa según el grado en que nuestra piel se desliza (algo que puede probar fácilmente tocando suavemente una mancha en su piel) y deslizando tu dedo.

A medida que la piel se estira, la sensación de presión aumenta. Esto es práctico, porque la cizalladura de la piel es algo que es fácil de reproducir mecánicamente y puede proporcionar la ilusión de una presión sostenida, algo que no es posible con un simple motor vibrador.

En este momento, la implementación más avanzada de esta tecnología es el controlador Tactical Haptics, que se conecta al sistema de control de movimiento STEM y proporciona una respuesta aproximada de la presión en respuesta a interacciones virtuales como retroceso de la pistola, movimiento de una varita a través de un material y balanceo de un peso virtual. alrededor de una cadena virtual.

Los resultados son sorprendentemente convincentes para la simplicidad del mecanismo. Es fácil imaginar que construir un guante que proporciona este tipo de retroalimentación con más precisión, permite que los objetos virtuales tengan densidad, si no solidez: los objetos pueden sentirse difíciles, simplemente no podrán detener el movimiento de la mano del usuario.

Esta es una mejora importante, aunque tiene muchas de las mismas limitaciones que el simple retumbar: la tecnología de piel puede engañar el sentido del tacto, pero no puede engañar a la propiocepción (el sentido intuitivo de dónde están sus extremidades y cómo se mueven). ). Incluso si la piel del usuario les dice que han golpeado algo sólido, sus músculos saben que su mano se mueve fluidamente a través de ella..

Armaduras robóticas

Esta es la parte donde todo empieza a ponerse un poco raro. Digamos que la tecnología debe ser capaz de evitar que los usuarios empujen sus manos a través de los objetos para crear una ilusión de solidez más convincente. Eso significa que necesita ejercer fuerza sobre la extremidad desde algún marco de referencia externo.

La forma más sencilla de lograrlo es usar robótica, que se adhiere a tu cuerpo o al suelo, evitando que se mueva fuera de los límites de la geometría virtual..

Por solo una mano (lo que permite al usuario agarrar y sentir la solidez de los objetos virtuales, se ve algo como esto).

Un poco de miedo, ¿verdad? Bueno, hay muchas cosas que el guante todavía no puede hacer. ¿Qué pasa si el objeto que estás tocando es pesado? ¿Y si es algo sólido, como una pared, que necesita resistir los movimientos de los hombros y los codos, así como la muñeca y los dedos? Bueno, entonces necesitas algo como esto:

El sitio web de cyberglove no incluye un precio para el dispositivo en el video de arriba, pero otros sistemas como este cuestan cientos de miles de dólares. Parte de la razón de esto es que solo unas pocas organizaciones industriales y militares realmente compran estos dispositivos (y en cantidades muy pequeñas), lo que aumenta el precio.

La otra parte es que estos son equipos realmente impresionantes a nivel técnico. Considere lo que es necesario para proporcionar una experiencia de retroalimentación háptica convincente al tocar un objeto sólido. Si el usuario apoya su mano contra una pared virtual y empuja, el sistema debe detectar el movimiento, consulte con la simulación para determinar si está tocando un objeto sólido, luego mueva la armadura físicamente (y con fluidez) para resistir el movimiento y regrese el movimiento. la mano del usuario a su posición original.

Todo esto debe realizarse antes de que el cerebro pueda registrar que el movimiento ha comenzado. Es un desafío técnico enorme, e incluso el mejor hardware de hoy no lo logra del todo..

La otra limitación aquí, aparte de los desafíos de reducir los costos de fabricación a un nivel aceptable, tiene que ver con hacer que la tecnología sea conveniente. Literalmente atándote a ti mismo en una armadura mecánica elaborada y poderosa tiene una gran barrera psicológica asociada. Es dudoso que los usuarios estén dispuestos a soportar ese tipo de inconvenientes regularmente, incluso si la tecnología es lo suficientemente sofisticada como para proporcionar una buena experiencia..

Lo más cerca que se ha implementado esta tecnología a nivel del consumidor es en la forma de dispositivos como Tocar algo que no existe - Tecnología Haptic [MakeUseOf Explains] Tocar algo que no está ahí - Tecnología Haptic [MakeUseOf Explains] Haptics es La tecnología del tacto. En el contexto de un entorno virtual, significaría poder tocar y sentir algo que literalmente no existe, pero ciertamente no es su único uso. Desde… Leer más el Novint Falcon. El Falcon no es un dispositivo de realidad virtual como tal, dado que su espacio de trabajo es una esfera de solo unos centímetros de ancho, es decir, proporciona retroalimentación de fuerza de tres ejes de alta precisión y es el único dispositivo a un precio de consumo. eso lo hace.

Novint ha estado trabajando en un exoesqueleto basado en el brazo llamado Xio por un tiempo, aunque ese proyecto parece estar al límite por el momento, luego de los problemas financieros de la compañía..

Potencialmente, este tipo de armaduras podrían hacerse más simples y más baratas a través del uso de polímeros electroactivos, 'músculos' artificiales hechos de plástico que se contraen en respuesta a la corriente eléctrica, y son generalmente más baratos y más compactos que los motores lineales equivalentes.

Retroalimentación acústica

Un enfoque totalmente independiente del problema es usar rejillas de ultrasonido en fase para crear densos patrones de interferencia en el aire, que la piel registra como sólidos y pueden proporcionar resistencia real. La tecnología se puede utilizar para proyectar objetos virtuales en 3D en el aire que los usuarios pueden tocar, con los nodos de ondas de presión que se cruzan y producen una fuerza genuina en las manos del usuario..

A primera vista, esto podría parecer la bala mágica para la retroalimentación háptica VR. Desafortunadamente, hay algunas limitaciones. La resolución está limitada por la respuesta de frecuencia de los altavoces, así como por el número de ellos: no es necesariamente práctico cubrir una gran área espacial..

Más significativamente, hay sustancial “fuga” - La energía acústica forma nodos y seminodos inadvertidos en el espacio alrededor de donde se crean los patrones intencionales (algo que se puede ver en el aceite). Las presiones producidas por este sistema son muy débiles: intentar escalarlas hasta volúmenes que podrían ejercer múltiples libras de presión en su cuerpo implicaría una enorme cantidad de energía y podría ser físicamente peligroso para los usuarios..

Estimulación nerviosa

Por último, vamos a tomar un momento para tocar una tecnología más especulativa. Una forma (algunas personas argumentarían la mejor manera) de involucrarse con el sentido del tacto es estimulando directamente los nervios en los brazos, la columna vertebral o el cerebro del usuario. Al hacer esto, es posible engañar al tacto, a la propiocepción, a las nueve yardas completas, incluidas sensaciones como la temperatura que podría ser poco práctico lograr con un traje o armadura robótica. Potencialmente, los científicos podrían hacer todo esto sin requerir los complicados trajes de robot o las rejillas acústicas en fase.

Ya se ha realizado algún trabajo en este frente en el campo de las extremidades protésicas, aprovechando directamente los nervios cortados para enviar señales desde los sensores de la prótesis, para crear un sentido del tacto sintético..

La estimulación cerebral puede proporcionar una retroalimentación similar. El problema básico con este tipo de tecnologías es que requieren una cirugía bastante invasiva para poder instalar las interfaces nerviosas, una cirugía que es inaceptablemente riesgosa en personas sanas. También son bastante toscos y de grano grueso, en términos de la precisión de la retroalimentación.

Para que estos sean prácticos como un paradigma de interfaz háptica, realmente necesita poder obtener la resolución de la interfaz del electrodo mucho más fina y reducir la invasividad del procedimiento. Hay algunos enfoques aquí, que van desde nanotecnología. Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina. Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina. El potencial de la nanotecnología no tiene precedentes. Los verdaderos ensambladores universales marcarán el comienzo de un profundo cambio en la condición humana. Por supuesto, todavía hay un largo camino por recorrer. Más información en optogenética Control cerebral con luz: es posible con optogenética Control cerebral con luz: es posible con optogenética En los últimos años, está surgiendo una nueva técnica llamada "optogenética", que puede ayudar a los científicos a desentrañar los secretos del cerebro ( y tratar sus desórdenes) de una manera completamente nueva. Lea más, pero parece seguro decir que los grandes avances son poco probables en los próximos años.

El futuro del tacto

Todavía es pronto para la realidad virtual, y todavía no existe una gran demanda por parte de los consumidores de interfaces hápticas, pero lo habrá. La enorme fiebre del oro de la innovación en realidad virtual recién comienza, y es probable que veamos que todas estas técnicas mejorarán enormemente en los próximos años..

Dicho esto, ninguna de las tecnologías actuales parece perfecta. Todos ellos tienen al menos un inconveniente grave, ya sea en términos de la calidad de la sensación que pueden proporcionar, o las barreras para su uso. Es totalmente posible que lo eventual “Perfecto” La solución a la entrada de VR no se ha inventado todavía. Si ese es el caso, estoy ansioso por ver lo que los desarrolladores vienen a continuación.

¿Estás emocionado por las interfaces VR hápticas? ¿Hay algún producto o tecnología emocionante que no cubrimos aquí? Háganos saber en los comentarios.!

Créditos de la imagen: captura manual a través de Shutterstock

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