Producenci wyposażenie komputera Skoncentruj się na poprawie wyświetlaczy i systemach audio, ponieważ większość informacji, osoba postrzega wizualnie lub wcześniej. Tymczasem dajny kanał komunikacyjny pozostaje prawie nieodpowiedni. Wibracje kierownicy gry i joysticków nie liczy się. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology zdecydowali się poprawić irytujące zaniechanie. "Wyświetlacz dotykowy" opracowany przez nich może zmienić poglądy na temat metod interakcji z komputerem.
Matryca takiego "wyświetlacza" jest zdolna do stosowania wielu receptorów skóry, łączna powierzchnia, której u dorosłym jest około dwóch metrów kwadratowych. Główne opcje montażu znajdują się z tyłu (gorset) i na nadgarstku, w postaci bransoletki.
Aktywne elementy "Wyświetlacz" w zależności od scenariusza aplikacji mogą być reprezentowane przez wibracyjneromotory lub elektrody achemalne. Opcja z umieszczeniem z tyłu jest dość oryginalna. Być może nikt wcześniej próbował połączyć osobę do komputera za tył. Użytkownicy otrzymują bezpłatny masaż i zapobieganie mięśni zmęczeniowych pleców, a gracze nauczą się dosłownie czuć wroga z plecami ... lub miejscem, do którego urządzenie zostało rozwiązane.
Średnia liczba receptorów w różnych częściach powierzchni ciała jest bardzo różna. Przede wszystkim są na dłoniach, ustach i językach (dlatego dzieci wystarczą z rękami i ciągną w ustach, znając świat). Trochę mniej niż je na podeszwych i bardzo mało z przodu, tylnych i bocznych powierzchni ciała. Wszystkie razem tworzą grupę pola receptury, odzwierciedlone w somatozensorowej skorupie dużej półkuli mózgu. Ogólny obraz jest często reprezentowany jako homunculus sensoryczny, w którym wielkość różnych regionów anatomicznych jest proporcjonalna do liczby receptorów w nich.
Niska gęstość receptorów receptora dotykowego z tyłu jest kompensowana przez duży obszar i łatwo dostępność tego obszaru. Vibromotorzy lub elektrody obywatelskie mogą być stosunkowo duże, a gorset z nimi nie zakłóca ruchomy i łatwo uderza w odzież.
Starszy badacz Departamentu Rozwoju Instrumentów W Massachusetts Institute of Technology Lynette Jones (Lynette Jones), ponieważ głównym zastosowaniem tego rozwoju widzi system nawigacji z dotykowym opinie. W przeciwieństwie do tradycyjnych opcji, nie rozpraszają kierowcy, ponieważ nie wymagają spojrzenia na ekran i nie przejmują się pytaniami głosowymi. Ich praca nie jest w ogóle widoczna, a dla pasażera pozostanie tajemnicą, ponieważ kierowca jest tak wyraźnie zorientowany w niezbym miejscu. Wcześniej zaproponowano prostszą wersję w formie wibracji na kierownicy zaproponowano naukowcy z University of Utah.
Uproszczona wersja takiej nawigacji z monitami dotykowymi bez elektroniki można zaobserwować wcześniej na naukach armii. Zwinięty wyszkolony kierowca w BMP i BTR jest niezwykle trudny do poruszania się z powodu ograniczonej widoczności. Dlatego umieścił nogi na ramionach, którzy zerkając z włazu. Kiedy trzeba było skręcić w prawo, po prostu kopiący kierowcę prawą stopą, tym silniejszy niż ostro turowy był wymagany. W porównaniu z nawigatorem GPS jego wskazówki głosowe różniły wyjątkową ekspresję i terminowość.
Oprócz obrotów, kierowca jest zobowiązany do zgłaszania innych informacji dla kodowania, którego alfabet dotykowy "będzie wymagał więcej niż dwóch źródeł sygnału. Jednym z wcześniej wdrożonych opcji był taktyczny pasek robota operatora, umożliwiając "czuć" z powodu ośmiu wibromotorów.
Aby zbadać optymalny schemat lokalizacji aktywnych elementów, Lynette Jones dokonał kilku opcji z akcelerometrów i ciężarówek wibracyjnych telefony komórkowe. Przygotowali się na plecach, hillock i przedramiona na różnych dystansach.
Podczas eksperymentu, badani zaproponowali wskazanie, z jakiej ilości źródeł i gdzie dokładnie czują wpływ. Według tych danych oszacowano, jak dobrze ludzie mogą rozpoznać dokładną lokalizację i jaka jest optymalna liczba aktywnych elementów.
Najbardziej dokładnie wskazane wibracje silników krawędzi, a obszar nadgarstka przewidywalnie okazał się najbardziej wrażliwy. Według danych z akcelerometrów wibracje skóry była prażona w promieniu ośmiu milimetrów z strefy ekspozycji, ale same testy często czuły się trzy razy.
Sugeruje to, że nie ma sensu zmniejszyć wymiary urządzenia. Jeśli istnieje mniej niż dwa i pół centymetrów między dwoma impulsami dotykowymi, większość użytkowników zostanie pomylona przy określaniu ich lokalizacji.
Oprócz gęstości lokalizacji receptora, cechy "wyświetlacza dotykowego" ogranicza zdolność tłumienia skóry, która głównie z powodu liczby podskórnych błonnika tłuszczowego. W obszarze przedramienia jego nasilenie jest zwykle minimalne, więc bransoletki wykazały ogólne wyższe wyniki.
Najprostsza opcja w formie dwóch bransoletek już daje co najmniej cztery punkty ekspozycji - na wewnętrznej i zewnętrznej stronie nadgarstka. Dodaj wibracje o różnych wytrzymałości i częstotliwości, a będzie to rodzaj systemu kodowania. Takie wydarzenia były wcześniej prowadzone w Niemczech.
Podłączając "Disture Display", smartfon Bluetooth jest uproszczony zarówno przy użyciu jego używania, jak i wędrówki. Na przykład kierunek do wybranego obiektu jest łatwy do określenia, po prostu zmieniając poziom sygnału na dwóch rękach. Równolegle wydaje się bardziej elastycznie powiadomić o połączeniach przychodzących i wiadomościach. Czy umieszczasz indywidualne melodie dla każdego kontaktu lub grupy? Teraz to samo można zrobić z wibracjami.
Według profesora psychologii z University of Carnegie Mellon, Roberta Klatti (Roberta Klatzky), robota Lynette ma szanse na opracowanie całego systemu alfabetu dotykowego, który będzie doskonałym dodatkiem do czcionki Braille'a dla osób niewidomych. W przyszłości, noszone "Taktyczne wyświetlacze" jest łatwe do dostosowania do stosowania zarówno z większością urządzeń, jak i parę z biionowymi oczami.
Przytłaczająca część ludzi komunikuje się z komputerami z wizją i słuchem. Jednak w niektórych przypadkach najbardziej odpowiednie uczucie byłoby dotykiem. Producenci w Sphere. technologia komputerowa Rozpoznaj to i rozszerzyć stosowanie rozwiązań dotykowych.
Taktyle (z greckiego słowa oznaczające "Grab" lub "Dotknij") odzwierciedla zdolność sprzętu, aby zapewnić sygnał do wyjścia, które możemy czuć, z powodu dotyku, a nie widzieć ani nie słyszeć. Sygnał dotykowy jest zwykle powrót lub wibracje. Jak silne zwroty? "Mały aparat daje 3-4 Newton [od 300 do 400 gramów], a niektóre duże - ponad 30 n," mówi Ben Landon, Sensable Technologies Inc. Specjalista ds. Sprzętu dotykowego
Zastosowanie technologii dotykowych
Można odróżnić dwie główne sfery technologii dotykowych: wirtualna rzeczywistość (w tym gry i szkolenia medyczne) i pilot (lub zarządzanie telewizyjne). Chociaż najbardziej oczywista okazja do korzystania z technologii dotykowych gry komputerowePodobne projekty istnieją w przemyśle. Na przykład technologie dotykowe zapewniają użytkownikom możliwość dotknięcia i odczuwania obiektów projektowania komputerowego i projektowania w systemach smutnych i tym podobnych. Takie fundusze przekazują informacje zwrotne aplikacja oprogramowaniaKtóry zawiera projekt, a całkowicie elektroniczne sterowanie i hamulce są dość realistyczne, aby reagować na działania operatorów lub kierowców, eliminując ogromne i złożone bezpośrednie połączenia lub systemy z wzmacniaczami.
"Ręka" Omni produkowane przez rozsądne technologie obsługuje pozycjonowanie z sześcioma stopniami wolności i energii sprzężenia zwrotnego
Taktyczne technologie stosowane w medycynie jest sposobem na ochronę pacjenta przed błędami medycznymi, zapewniają "wirtualne" szkolenia dla niedoświadczonego personelu. Dotykowane systemy szkoleniowe medyczne z uderzającym realistyzmem odtwarzać uczucie zanurzenia igły lub otrzewnienia i pozwala zobaczyć wyniki na ekranie, a jednocześnie usłyszeć, jak pacjent narzeka, jeśli coś jest zrobione źle. Takie urządzenia mogą być używane do procedur dentystycznych i wielu innych rzeczy.
"Proces uczenia się lekarzy, którzy istnieją dziś towarzyszy akcji ryzyka" - powiedział Tom Anderson, prezes technologii Novint Technologies. - W pierwszych 50 procedurach żywych pacjentów są ucznialni. "W Novint ma symulatory zewnątrzoponowe i stomatologiczne, którzy otrzymał pozytywne informacje zwrotne od użytkowników. Michael Levin, Wiceprezes i dyrektor Główny dla technologii przemysłowych i gier zanurzeniowych Corp, informuje, że około 800 urządzeń jego firmy naśladują system naczyniowy zakraplacz.
Technologie dotykowe również znajdują zastosowanie w rozwoju implantów medycznych, Notes Bob Stayngart, Prezesa i Dyrektor Dyrektor Dychów Przemysłowych Sensable Technologies Inc. Dane tomografu komputerowego są w formie wokseli (trójwymiarowe piksele masowe). Urządzenia czoodporne wykorzystuje ten sam format. "Wyobraź sobie mężczyznę z otworem w czaszce", wyjaśnia Staceart. - Powinieneś zacząć od modelu uzyskanego za pomocą komputera lub magnetycznego tomografu rezonansu. Celem jest uzyskanie protezy, która wypełni ten otwór. Korzystanie z naszego systemu Voxel i wirtualnego wypełniacz - Model czaszki również będzie składać się z wokseli: "Możesz uzyskać bardzo dobrze dopasowaną część syntetyczną organizmu, a co najważniejsze, bardzo szybko. Wyjście jest zwykle podawane do urządzenia, które szybko tworzy prototyp, aw Niektóre przypadki - na frezarce. "
"Technologie dotykowe mogą być również wykorzystywane do poprawy prezentacji danych - Notatki Landon (współczucie sensowne), - co pozwala użytkownikowi poruszać się po całym morzu danych (na przykład mapowanie sejsmiczne skały) z pomocą dodatkowe środki postrzeganie. Masz nie tylko kolor i czas, ale także wpływ mocy, który pomoże Ci określić charakter danych. "
Przyciski, myszy, joysticki
Być może najłatwiejszy przykład technologii dotykowych regulacji uchwytów, takich jak te używane do konfigurowania radia. Wyposażony w taki uchwyt silnikiem i hamulcem, możesz osiągnąć różne rodzaje Fixacja, zatrzymaj, a nawet amortyzacja. A wszystkie te cechy można zmienić w razie potrzeby.
Dotykowe wspierające myszy zwroty lub wibracje lub zarówno jako reakcja oprogramowanie na akcjach użytkownika. Są one używane w szerokiej gamie zadań: z gier do fizjoterapii, a teraz zbadano użycie myszy dotykowej jako narzędzia do wprowadzania danych do komputera dla osób niewidomych. Podczas korzystania z myszy dotykowej pojawia się jeden problem. Leży w fakcie, że mysz powinien mieć jakiekolwiek środki do śledzenia jego stanowiska absolutnego; Teraz dla tego osi lub wątki związane z podstawą.
Robotyka wręcz przeciwnie: manipulatory wirtualne
W wirtualnym trójwymiarowym świecie technologie dotykowe odpowiadają "robotom w przeciwieństwie". Robot pozwala na wirtualny świat (oprogramowanie) do manipulowania rzeczywistymi obiektami. Urządzenie dotykowe pozwala osobie manipulować wirtualnymi przedmiotami i poczuć ich jakby byli real.
Ekran dotykowy wyposażony w napędy elektromagnetyczne
Na przykład użytkownik może przyjąć manipulator (niektóre systemy używają rękawicy lub pierścienia) podłączonego do systemu wspornika.
Urządzenia dotykowe mogą mieć trzy stopnie swobody (3 SS), które umożliwiają osi X, Y i Z lub 6 stopni swobody (6 SS), które są również wrażliwe na toczenie i przechylenie. Liczba stopni wolności odzwierciedla liczbę zmiennych parametrów. System czuje położenie uchwytu i przekazuje użytkownikowi odpowiednim zwrotem i wibracją przy użyciu wbudowanych silników i układów hamulcowych. Gdy kursor spełnia wirtualny obiekt, operator czuje odporność, która może być sztywna (dla stałego obiektu), miękka lub elastyczna. W razie potrzeby uchwyt może wibrować do naśladowania, na przykład uczucie osoby prowadzącej pióro na nierównej powierzchni. Rękawice dotykowe mogą być stosowane w fizjoterapii, aby pomóc pacjentom, którzy doznali ataku serca, siły zwrócić i poprawić funkcję ciała.
Naukowcy japońskiego Uniwersytetu Japońskiego Uniwersytetu w Toykhashi studiowali użycie dotykowych joysticków do kontrolowania dźwigów podnoszących, aby zapobiec kolizjom. Niektóre organizacje zajmują się rozwojem dotykowymi systemów sprzężenia zwrotnego do robotów chirurgicznych (które w rzeczywistości są zdalnie zarządzane). Nano-technologowie próbują zintegrować urządzenia dotykowe do skanowania mikroskopów elektronowych, aby zapewnić poczucie dotyku podczas manipulowania nano-obiektami.
Dotknij Ekrany zwrotne
Ostatnio zaczęły się stosować taktyczne technologie w produkcji ekrany dotykowe. Konwencjonalne ekrany dotykowe pozwalają operatorowi wpłynąć na każdy punkt powierzchni ekranu, a technologia dotykowa umożliwiają naprawdę czuł. Kliknij przycisk, a poczujesz (i często nawet usłyszysz) kliknij. Przyciski wirtualne mogą być dowolnym rozmiarem lub kształtem i gdziekolwiek na ekranie. Rodzaj reakcji na dotyk może również się różnić.
W grudniu 2005 r. Volkswagen AG otrzymała licencję na wykorzystanie dotykowymi technologii zanurzeniowych w panelach samochodowych. Zamiast czuć się twardą powierzchnią wirtualnego panelu sterowania, kierowcy czują, jak przyciski jeżdżą i zwolniają, tak samo jak prawdziwe przyciski i przełączniki. Według Levin, użytkownicy, którzy oferowali wybór między ekranem dotykowym z reakcją dotykową, a bez niego wykazali wielkie preferencje do opcji dotykowych, a jeśli mogliby wybrać tylko jedną opcję, wybrali ten konkretny.
Uczucie dotyku można odtworzyć na kilka sposobów. Prawdopodobnie najbardziej bezpośrednie zostanie zbudowany szereg ruchomych wniosków kontaktowych na ekranie, tak aby powierzchnia była rzeczywiście podejmie pożądaną formę. Chociaż podejście to jest skuteczne, jest skomplikowane i drogi. Proste podejściem jest zorganizowanie dysków elektromagnetycznych w rogach ekranu, który kontroluje ruch zewnętrznej powierzchni ekranu dotykowego (patrz schemat). Badania wykazały, że parametr krytyczny nie jest odległością, ale przyspieszeniem. Zgodnie z normą Stowarzyszenia NEMA, przesunięcie może wynosić od 0,1 do 0,2 mm.
Chociaż technologie dotykowe zyskują rosnące rozpoznawanie w grach i symulatorów szkoleniowych, rozbudowa pola użytkowania przemysłowego jest wolniejsza. Jednym z czynników, które przyczynią się do ekspansji stosowania tej technologii w sprzęcie przemysłowym, jest uproszczenie zadania integracji technologii dotykowych Irterfeix.
Większość firm zajmujących się technologiami dotykowymi oferuje szereg interfejsy programu. (API) dla różnych zastosowań tych technologii i innych oprogramowania ułatwiającego rozwój. Immersion Corp pracuje na uniwersalnym zestawie składającym się z małego okrągłego panelu, zestawu dysków i podręczników. W panelu, efekty dotykowe są zaprogramowane z góry, wszelkie inne mogą być dodatkowo pobrane i zapisywane na pamięci flash. Sensable Technologies oferuje również różne narzędzia dotykowe do jego sprzętu.
Redukcja kosztów doprowadzi również do wzrostu popytu na technologie dotykowe. W dolnym przedziale cenowym jest model Falcon firmy Novint z trzema stopniami wolności, który jest sprzedawany za 150-200 USD. Chociaż urządzenie jest tworzone do codziennego użytku, doświadczenie wykazało, że niektóre produkty elektroniczne konsumenckie przenikają w sektorze przemysłowym i handlowym prawie bez zmian. A jeśli są produkowane i sprzedawane w ilościach charakterystycznych dla detalicznego ceny mogą być bardzo atrakcyjne. Jeśli chodzi o niezawodność urządzenia, zgodnie z Andersonem (Novint), ten produkt "został zaprojektowany, aby go zapukać, będą również chcieli, aby działał nieprzerwanie przez długi czas, zwłaszcza gdy grają w gry wideo".
Fantom Omni Często - "Ręka" z sześcioma stopniami swobody, dołączonych do bazy, która może znajdować się na pulpicie - kosztuje około 2 400 $ wraz z pakietem oprogramowania. Jeśli chodzi o ekrany dotykowe: Dostępne są wyświetlacze zanurzeniowe do 19 ", cena urządzenia sprzężenia zwrotnego dotykowego jest w przybliżeniu równa cenie ekranu dotykowego.
Chociaż technologie dotykowe są daleko od doskonałego, jasne jest już jasne, że mają obiecującą przyszłość w sferze przemysłowej. Chociaż zwykłe myszy, najprawdopodobniej nie znikną, pomimo faktu, że Novint nazywał się jednym z jego modeli Falcon (Falcon) na cześć ptaka zdobycz, karmienia myszy, może nie tylko możliwe, aby wykonać takie funkcje.
Android jest doskonałym operacją operacyjną we wszystkich zmysłach, w pełni konfigurowalne, mając miliony wolnych i płatne aplikacjeWiele lancherii i obecność wielu gier to niektóre z korzyści. Jedyną wadą, którą można znaleźć w Androidzie, jest zużycie energii baterii. W porównaniu z innymi system operacyjnymożesz to poczuć Telefony Android. Szybciej spożywać pojemność baterii. Tak więc, aby rozwiązać ten problem, mamy kilka wskazówek, aby uratować baterie w telefonie.
1. Wyświetlacz zużywa większość energii
Ekran jest twój urządzenie przenośne Zużywa znacznie więcej energii niż jakikolwiek inny wniosek / proces. Spróbuj nie być włączony, gdy bateria jest rozładowana, rozszerzy działanie urządzenia.
2. Zmniejsz jasność ekranu
Ponieważ ekran zużywa dużo energii, musisz ustawić jasność minimalny poziom, Wygodne do percepcji.
3. Odłącz połączenie bezprzewodowe.
Włącz transmisję danych mobilnych, Wi-Fi, NFC, Bluetooth i GPS tylko wtedy, gdy ich potrzebujesz. Wszystko to zużywa dużo energii i nie powinien być używany przez cały czas.
4. Wolaj wifi.
Jeśli możesz mieć dostęp do sieć Wi-FiNastępnie należy go użyć mobilna transmisja dane. Mobilne dane wychodzące zużywa znacznie więcej energii niż Wi-Fi, a zatem muszą być całkowicie wyłączone, jeśli to możliwe.
5. Wyłącz automatyczną synchronizację
Większość aplikacji, które instalujesz zsynchronizować pliki z serwerami po określonym przedziale. Proces synchronizacji musi być uruchomiony ręcznie i tylko dla tych aplikacji, dla których chcesz zsynchronizować dane.
6. Użyj minimalnej liczby widżetów
Widżety wykorzystują energię do aktualizacji danych i zmian. Zawsze pracują tryb tła. Nie należy używać wielu widżetów w tym samym czasie.
7. Nie używaj na żywo tapety.
Tapeta na żywo jest bardzo energochana i może bardzo szybko rozładować baterię na Androida. Musisz je wyłączyć, gdy chcesz wycisnąć maksymalną żywotność baterii lub lepiej, nie używaj ich w ogóle.
8. Zamknij aplikacje ręcznie lub ze specjalnymi narzędziami
Po zamknięciu programu nadal pracuje w tle. Odbywa się to, aby zmniejszyć czas potrzebny do rozpoczęcia i sprawić, aby aplikacja była bardziej responsywna. Ale będąc w losowy pamięć dostępu Wszystko, spożywają energię baterii. Lub zatrzymaj je za pomocą menedżera zadań w telefonie lub używać aplikacji innych firm.
9. Użyj czarnego tła
Jeśli twój telefon ma Amolowany ekran.Musisz użyć czarnego obrazu jako tła. Zmniejszy to zużycie energii baterii, aby wyświetlić zawartość ekranu. Również wybierz również. ciemny temat, Jeśli to możliwe.
10. Ustaw limit czasu ekranu do najmniejszej wartości.
Ekran limitu czasu określa czas, po którym podświetlenie ekranu wychodzi, jeśli urządzenie nie jest używane. Instalacja w mniejszej wartości zapisze baterię telefoniczną.
11. Wyłącz dotykowaną informację zwrotną.
Vibrootklik to opcja, z którą telefon podaje sygnał zwrotny w formie wibracji po kliknięciu na ekran. Chociaż jest przydatny podczas zestawu tekstu, ale zużywa wiele zasobów. Musisz go wyłączyć, aby zapisać naładowanie baterii telefonu.
12. Przełącz na tryb lotu
Kiedy jesteś w samolocie, musisz przetłumaczyć telefon komórkowy W trybie lotu. Ponieważ nie masz połączenia sieciowego, nadajnik telefonu będzie nadal próbować znaleźć sieć. Łatwo jest rozładować baterię i nic innego. Dlatego przełącz się na tryb lotu, gdy jesteś na pokładzie samolotu. Możesz również go wyłączyć, jeśli nie chcesz używać modułu radiowego telefonu.
13. Dołącz tryb oszczędzania energii
Domyślny tryb oszczędzania energii ogranicza stosowanie procesora, maleje jasność ekranu, wyłącza moduł danych, gdy ekran jest wyłączony i wyłączy się z powodu dotykowego sprzężenia zwrotnego. Być może jest to najbardziej skuteczna metoda Zapisz baterię na Androida.
14. Ograniczenie transferu danych
Wiele aplikacji, takich jak Gmail, Google Play. Sklep i wiele innych zbiera i przesyła dane do serwerów w tle. Zwalcza baterię bardzo szybko. Aby go zatrzymać, możesz ograniczyć korzystanie z danych, przejdź do ustawień - użycie danych I wybierz opcję "Limit transferu tła danych".
A przy okazji, jeśli wyślesz wiele wiadomości SMS, może mieć sens, aby korzystać z bramki SMS - będzie tańsze i bardziej wydajne, umożliwiając wysyłanie wiadomości do znacznej liczby abonentów mobilnych.
2.3.3. Metody kierowania poleceń
Oprócz ustawienia pozycji obiektu w przestrzeni trójwymiarowej, jest również pożądane, aby móc obsługiwać drużynyTo musi być wykonane w konkretnych punktach. Aby polecenia, najłatwiejszy sposób użycia zwykłej klawiatury komputera i zwykłego systemu menu ekranowego, ale lepiej jest użyć zestawu przycisków na czujniku typu "pływające mysz".
Wideo wideo mikrofonu i słuchawek można podłączyć do generatora dźwięku i systemu rozpoznawania i syntezy mowy. W środowisku rzeczywistości syntetycznej, w zasadzie, możesz nawet użyć wirtualnej klawiatury i zarządzać całym procesem pracy przez nią za pomocą rękawicy dotykowej. Ale człowiek jest nadal łatwiejszy i łatwiejszy w użyciu kanału mowy do karmienia poleceń i system komputerowy Wejście mowy Dzisiaj można już "pociągnąć", aby rozpoznać dziesiątki tysięcy słów z wystarczająco wysoką niezawodnością.
2.3.4. Dotknij rękawicy i dotykową opinię
Rękawica sensoryczna. Bezpośrednie śledzenie ruchy rąk Wielu deweloperów dawno wzbudził dawno temu. Na przykład, w 1983 r. Urządzenie do rękawiczki wejściowej cyfrowego został opatentowany. Ale prawdziwym przełomem była rękawica dotykowa DataGlove, opracowana w Centrum Badawczym Joseph Eix Nasa, a następnie poprawiona i wydawana na rynku Rynku VPL (Rys.20).
Określić ilość palce składane rogi W Rękawicy VPL DataGlove używany elastyczną włókna optyczne (Przewodniki lekkie). Gięcie palców jest wykrywane za pomocą zestawu dziesięciu czujników światłowodowych, które są szyte do rękawicy nad każdym stawem palca. Działanie czujników opiera się na fakcie, że jeśli włókno jest wygięte, a światło przesyłane na niego jest relaksujące proporcje do zginania. Każdy czujnik składa się z źródła światła na jednym końcu włókna i detektora na drugim. Mikroprocesor konsekwentnie skanuje wszystkie czujniki i oblicza kąt zginania każdego złącza palców przy użyciu pewnego modelu struktury szczotki ludzkiej. Rękawica jest podłączona do komputera za pomocą standardowego interfejsu szeregowego RS-232.
|
Rys. 2.20. Dotknij rękawiczki VPL DataGlove |
Opracowano kilka konkurowanych rękawic sensorycznych, z których najbardziej znany jest niedrogi Nintendo PowerLove Rękawica (Rys.2.2 po lewej) przeznaczona do użytku w grach wideo. Rękawice z czujnikami światła opracowały wirtualne technologie firmy California, na przykład najbardziej proste rękawiczki cyberglaży. Istnieje również 18-sensoryczny model, który śledzi ruch palców (Rys.2.2, w środku), a 22-dotknij, zdolny do połowu rozszerzenia gięcia wszystkich palców, z wyjątkiem dużych. Te rękawiczki dają błąd tylko 0,5-1 °. Model 22-dotknięty usuwa świadectwo 149 razy na sekundę, a 18-dotknij - 112 razy na sekundę. Komputery i więcej firmy Uwalnia rękawicą 5 rękawic (rys. 2,68, prawa).
W innych modelach, w szczególności Virtux Cyberglove, w celu określenia wartości kątów zginających palców, używane są czujniki naprężenia. W przypadku niektórych zadań dokładność (około ± 10º) i powtarzalność zeznań takich czujników może być niewystarczająca. Dokładniejsza metoda pomiaru zapewnia urządzenie Handmastera Exos zręczne, które ma zewnętrzny szkielet, zamocowany na stawach palców, a czujniki przy użyciu efektu hali. Czujniki umożliwiają określenie kątów zginania palców o dokładności ± 0,5º. Jednak nie jest to całkiem jasne, czy możliwe jest korzystanie z jednej z takiej dokładności, a może to znaleźć, że cztery poziomy danych, które daje Nintendo PowerLove Rękawica, jest właściwie dla większości zadań.
|
|
|
Rys.2.21. Rękawice sensoryczne: Nintendo Powerglove; 18-dotknięty model technologii wirtualnych firmy; 5 rękawic.
Istnieje technologia z czujnikami mechanicznymi, ale jest to poważny i niedoskonały.
System śledzenia przekłada się również na formularz cyfrowy pozycje ręki. Aerospace Corporation MSDonnell Douglas opracował system polihemus, który jest osadzony w rękawicy DataGlove i służy do określenia pozycji dłoni.
Dataglove DataGlove, a rękawica DataGlove Użyj systemu czujnika wrażliwego na pole elektromagnetyczne. Dokładność określania pozycji rzędu dwóch milimetrów. Rękawica może być w dowolnym punkcie kulki warunkowej o średnicy 1 m.
Im bardziej nowoczesna rękawica P5 Amerykańskiej Firmy Essential Reality jest na FIG. 2.22. Podstawowa stacja jest zawarta port USB. i nie wymaga zewnętrznego odżywiania, rękawica włącza się na drut podstawowa stacja. Z tyłu "Palm" istnieje 8 diod LED podczerwieni, które umożliwiają stację bazową śledzenie ruchu dłoni w przestrzeni. W stacji bazowej znajdują się 2 kamery na podczerwień, co umożliwia bardziej niezawodne monitorowanie rękawicy i dokładnie określić odległość do niego.
|
|
|
|
Rys.2.22. Podstawowa stacja i rękawiczka P5
Strefa widoczności stacji bazowej wynosi 45 ° pionowo i poziomo i około 1,5 m w "głębokości". W tym stożku P5 rąk 3 osi mogą śledzić współrzędne 3 osie o dokładności 0,6 cm (60 cm od podstawy), a także obrotu i nachylenie dłoni o dokładności do 2 °. Badanie współrzędnych występuje z częstotliwością 40 Hz (opóźnienie wynosi 12 ms). Oprócz diod LED systemu śledzenia w rękawicy znajduje się 5 gumowych "palców" z czujnikami gięcia. Do palców użytkownika są zamontowane z pierścieniami z tworzywa sztucznego i pomiaru zginania za pomocą dokładności 1,5 °. Więcej na odwrocie rękawic jest 4 przyciski, z których jeden jest zaprogramowany (reszta służy do kalibracji, włączenia / wyłączania i przełączania trybów pracy). Tak więc, jeśli chodzi o joystick P5 ma 11 osi analogowych i 1 przycisk.
Dotykowa informacja zwrotna (Wymuszona opinia) jest używana w rękawicach sensorycznych na imitację dotknąć Ręce do obiektu. Dokończowe informacje zwrotne Najbardziej wpisuje się mały mówca na dłoniPonieważ ręka ma dobre kliknięcie, opublikowane przez głośnik w odpowiedzi na każde wydarzenie. Ale to tylko sygnał zdarzeń i chciałbym uzyskać uczucie dotykania wirtualnych obiektów. Takie uczucie może być naśladowane na różne sposoby.
Symulować uczucie dotyku nacisk często używaj nadmuchiwane balonyPrzy pomocy, której moc lub sztywność ciśnienia rękawiczek na palcach jest regulowana. Próby zastosowania kryształy piezoelektrycznektóre wibracje tworzy również uczucie ciśnienia tworzą stopy pamięciktóre mogą być zmuszone do zginania, przechodząc słabe prąd elektryczny. Podobny przenośny mistrz zręczny (Rys.23), składający się z rękawicy Dataglove VPL, wyposażony w trzy dyski pneumatyczne, został opracowany przez wynalazcę Grigora Berdii z University of Rutgers.
Rys.2.23. Portable Dekstrus Master.
Oprócz doznania ciśnienia ważne jest imitacja doznań. odporność Próbując przenieść wirtualny obiekt. W tym celu można użyć miniaturowy manipulator robotanaprawiony ręką. Na przykład, późniejsze modele rękawic DataGlove obejmowały już czujniki piezoelektryczne na wyciągnięcie ręki, aby zapewnić pewną taktyczną opinię. Gdy użytkownik zajmuje wirtualny obiekt w ręku, czuje ciśnienie kontaktowanie się z palcami z powierzchnią obiektu. Później rękawica była wyposażona w specjalny robot egzoszkielet.Umożliwiając tworzenie doznania wagi i siłę.
"Power" można wdrożyć bez rękawic sensorycznych. Proste urządzenie "Force" opracowano przez cyfrowy. to dźwignia, podobny do uchwytu gazowego na motocyklu, który może zmienić moc jego odporności na turę. Grupa specjalistów z UNC do utworzenia "siły" sprzężenia zwrotne zastosowały elektromechaniczny manipulator.
Dotykowa informacja zwrotna jest bardzo wrażliwa na właściwości konturowe sprzężenia zwrotnego: Użytkownik podświadomie natychmiast odpowiada na impulsy z systemu i dostosowuje swoją reakcję, zanim system ma czas na wypracowanie poprzednich reakcji. Uważa się, że tworzenie wiarygodnej iluzji odczucia obiektu, system dotykowy powinien mieć szybkość aktualizacji informacji 300-1000 Hz, co jest co najmniej rzędu wielkości wyższej niż szybkość aktualizacji informacji wizualnych.
Wirtualne technologie opracowały urządzenie CyberGasp z zwracanym wpływem dotykowym, zapewniając użytkownikowi możliwość odczuwania wirtualnego świata z własnymi rękami (rys. 2.24).
Specjalne haczyki ubierają się nad rękawiczkami i, jeśli to konieczne, zakłócają kompresję pędzla o sile do 12 godzin (Newton) dla każdego palec (siła w 1 n musi być stosowana do zmiany korpusu 1 kg, aby zmienić Przyspieszenie o 1 m / s; lub jest to siła działająca na 1 / 9,8 kg). Maksymalny efekt Cybergrasp jest porównywalny z tym, który można doświadczyć, wiszący 1,2 kg na palec przy bezpośrednim złączu łokcia, a sama łapa waży kolejne 350
Wirtualne technologie wynalazły urządzenie CyberTouch o odwrotnej ekspozycji dotyczącej dotychczasowej (rys. 2,25). To urządzenie małych rozmiarów jest umieszczane na palcach i przenosi wibracje z różnych rodzajów. Jest przymocowany przez rękawice VR.
|
Rys.2.24. Cybergrasp. |
Rys. 2.2. Urządzenie Cybertouch. |
Brytyjczycy wymyślił rękawiczki z kulkami i sprężarką do ogrzewania powietrza, w którym można poczuć nie tylko nieprawidłowości wirtualnych obiektów, ale także ich temperaturę. Takie urządzenie najbardziej przekazuje dłoni dotyczy skutków dotykowych.
Czujniki pędzla ręcznegozaprojektowany do śledzenia swoich ruchów. Tylko tracker położenia jest wbudowany w najprostsze czujniki, śledząc ruch małej kostki w ręce użytkownika. Inspions Technology Corporation jest produkowany przez produkcję takich czujników. Na przykład, czujnik Mibibird (rys. 2.26, lewy) jest w stanie śledzić szczotkę podczas obracania ± 180 ° pionowo i poziomo, jak również ± 90 ° wokół jego osi z błędem o 0,1-0,5 °. Motion Star Device (Rys. 2.26, po prawej) Masywny charakter jest podobny do Mibibirda. Istnieje bardziej wrażliwe podobne urządzenia.
Symulatory i symulatory. Wiele rzemiosła opiera się na drobnym sterowaniu silnikiem i koordynacją ludzkich rąk. Uczenie się i szkolenia w niektórych zawodach wymaga wielkiej praktyki, a osiągnięcie pewnych umiejętności może zajmować lata (na przykład kaligrafię). Symulatory, symulatory i systemy imitacji mają na celu zwiększenie wydajności uczenia się. Wykorzystanie dotykowych urządzeń sprzężenia zwrotnego umożliwia bardziej wydajnie proces uczenia się, zwłaszcza gdy ręka nauczania prowadzi ekspert elektroniczny - urządzenie z dotykowym sprzężeniem zwrotnym.
TELOOP (zdalne sterowanie) i mikro manipulacja, robotyka. Praca z niedostępnym lub niebezpiecznym materiałem wymaga operatora teleszzytu. Zastosowanie dotykowymi urządzeń sprzężenia zwrotnego umożliwia poprawę jakości zdalnego sterowania robotami i różnych urządzeń wykonujących poprzez przeniesienie dodatkowego intuicyjnego operatora wymiernych informacji. Niestety, standardowe joysticki nie pozwalają na wykorzystanie tego kanału postrzegania informacji ludzkich.
Korzystanie z odwrotnych urządzeń łączności dotykowej jest uzasadnione odpowiedzialnymi operatorami pilot Roboty, gdy operatorzy mogą natychmiast czuć reakcję i różne ograniczenia manipulatora (dynamika, ograniczenia przestrzeni roboczej itp.).
Mikro-manipulatory to małe roboty wbudowane, aby wykonać różne zadania z obiektami, często cieńszą niż ludzkie włosy. W związku z tym korzystanie z dotykowych urządzeń sprzężenia zwrotnego pozwala operatorowi manipulować intuicyjną i znaną i znanym sposobem mikro-robotów.
Lekarstwo. Duża liczba urządzeń medycznych o wysokiej technologii jest często ograniczona do podstawowego narzędzia chirurga, a mianowicie ich rąk. W związku z tym korzystanie z tylnych systemów komunikacyjnych w symulatorach medycznych i prawdziwych robotów medycznych umożliwia przesyłanie chirurga z dotykowymi informacjami, co pozwala na wykonanie wszystkich manipulacji w zwykłej i intuicyjnej formie.
Przytłaczająca część ludzi komunikuje się z komputerami z wizją i słuchem. Jednak w niektórych przypadkach najbardziej odpowiednie uczucie byłoby dotykiem. Technologie komputerowe rozpoznają to i rozszerzają wykorzystanie rozwiązań dotykowych.
Taktyle (z greckiego słowa oznaczające "Grab" lub "Dotknij") odzwierciedla zdolność sprzętu, aby zapewnić sygnał do wyjścia, które możemy czuć, z powodu dotyku, a nie widzieć ani nie słyszeć. Sygnał dotykowy jest zwykle powrót lub wibracje. Jak silne zwroty? "Mały aparat daje 3-4 Newton [od 300 do 400 gramów], a niektóre duże - ponad 30 n," mówi Ben Landon, Sensable Technologies Inc. Specjalista ds. Sprzętu dotykowego
Zastosowanie technologii dotykowych
Można wyróżnić dwa główne obszary wykorzystania technologii dotykowych: wirtualna rzeczywistość (w tym gry i szkolenia medyczne) oraz pilota (lub telepositozy). Chociaż najbardziej oczywistą okazją do korzystania z technologii dotykowych to gry komputerowe, podobne projekty istnieją w przemyśle. Na przykład technologie dotykowe zapewniają użytkownikom możliwość dotknięcia i odczuwania obiektów projektowania komputerowego i projektowania w systemach smutnych i tym podobnych. Takie środki przekazują informacje zwrotne do aplikacji oprogramowania, który zawiera projekt, a całkowicie elektroniczne sterowanie i hamulce są dość realistyczne, aby reagować na działania operatorów lub kierowców, eliminujących ogromne i złożone bezpośrednie połączenia lub systemy z wzmacniaczami.
"Ręka" Omni produkowane przez rozsądne technologie obsługuje pozycjonowanie z sześcioma stopniami wolności i energii sprzężenia zwrotnego
Taktyczne technologie stosowane w medycynie jest sposobem na ochronę pacjenta przed błędami medycznymi, zapewniają "wirtualne" szkolenia dla niedoświadczonego personelu. Dotykowane systemy szkoleniowe medyczne z uderzającym realistyzmem odtwarzać uczucie zanurzenia igły lub otrzewnienia i pozwala zobaczyć wyniki na ekranie, a jednocześnie usłyszeć, jak pacjent narzeka, jeśli coś jest zrobione źle. Takie urządzenia mogą być używane do procedur dentystycznych i wielu innych rzeczy.
"Proces uczenia się lekarzy, którzy istnieją dziś towarzyszy akcji ryzyka" - powiedział Tom Anderson, prezes technologii Novint Technologies. - W pierwszych 50 procedurach żywych pacjentów są ucznialni. "W Novint ma symulatory zewnątrzoponowe i stomatologiczne, którzy otrzymał pozytywne informacje zwrotne od użytkowników. Michael Levin, Wiceprezes i dyrektor Główny dla technologii przemysłowych i gier zanurzeniowych Corp, informuje, że około 800 urządzeń jego firmy naśladują system naczyniowy zakraplacz.
Technologie dotykowe również znajdują zastosowanie w rozwoju implantów medycznych, Notes Bob Stayngart, Prezesa i Dyrektor Dyrektor Dychów Przemysłowych Sensable Technologies Inc. Dane tomografu komputerowego są w formie wokseli (trójwymiarowe piksele masowe). Urządzenia czoodporne wykorzystuje ten sam format. "Wyobraź sobie mężczyznę z otworem w czaszce", wyjaśnia Staceart. - Powinieneś zacząć od modelu uzyskanego za pomocą komputera lub magnetycznego tomografu rezonansu. Celem jest uzyskanie protezy, która wypełni ten otwór. Korzystanie z naszego systemu Voxel i wirtualnego wypełniacz - Model czaszki również będzie składać się z wokseli: "Możesz uzyskać bardzo dobrze dopasowaną część syntetyczną organizmu, a co najważniejsze, bardzo szybko. Wyjście jest zwykle podawane do urządzenia, które szybko tworzy prototyp, aw Niektóre przypadki - na frezarce. "
"Technologie dotykowe można również wykorzystać do poprawy prezentacji danych, - Notes Landon (Wsensable Compete), - co pozwala użytkownikowi poruszać się po całym morzu danych na całości (na przykład, mapowanie sejsmiczne) z dodatkowym sposobem percepcji . Masz nie tylko kolor i czas, ale także wpływ mocy, który pomoże Ci określić charakter danych. "
Przyciski, myszy, joysticki
Być może najłatwiejszy przykład technologii dotykowych regulacji uchwytów, takich jak te używane do konfigurowania radia. Wyposażony w taki uchwyt z silnikiem i hamulcem, można osiągnąć różne typy mocowania, zatrzymania, a nawet amortyzacji. A wszystkie te cechy można zmienić w razie potrzeby.
Dotykowe myszy wspierają zwroty lub wibracje lub zarówno jako odpowiedź oprogramowania na działania użytkownika. Są one używane w szerokiej gamie zadań: z gier do fizjoterapii, a teraz zbadano użycie myszy dotykowej jako narzędzia do wprowadzania danych do komputera dla osób niewidomych. Podczas korzystania z myszy dotykowej pojawia się jeden problem. Leży w fakcie, że mysz powinien mieć jakiekolwiek środki do śledzenia jego stanowiska absolutnego; Teraz dla tego osi lub wątki związane z podstawą.
Robotyka wręcz przeciwnie: manipulatory wirtualne
W wirtualnym trójwymiarowym świecie technologie dotykowe odpowiadają "robotom w przeciwieństwie". Robot pozwala na wirtualny świat (oprogramowanie) do manipulowania rzeczywistymi obiektami. Urządzenie dotykowe pozwala osobie manipulować wirtualnymi przedmiotami i poczuć ich jakby byli real.
Ekran dotykowy wyposażony w napędy elektromagnetyczne
Na przykład użytkownik może przyjąć manipulator (niektóre systemy używają rękawicy lub pierścienia) podłączonego do systemu wspornika.
Urządzenia dotykowe mogą mieć trzy stopnie swobody (3 SS), które umożliwiają osi X, Y i Z lub 6 stopni swobody (6 SS), które są również wrażliwe na toczenie i przechylenie. Liczba stopni wolności odzwierciedla liczbę zmiennych parametrów. System czuje położenie uchwytu i przekazuje użytkownikowi odpowiednim zwrotem i wibracją przy użyciu wbudowanych silników i układów hamulcowych. Gdy kursor spełnia wirtualny obiekt, operator czuje odporność, która może być sztywna (dla stałego obiektu), miękka lub elastyczna. W razie potrzeby uchwyt może wibrować do naśladowania, na przykład uczucie osoby prowadzącej pióro na nierównej powierzchni. Rękawice dotykowe mogą być stosowane w fizjoterapii, aby pomóc pacjentom, którzy doznali ataku serca, siły zwrócić i poprawić funkcję ciała.
Naukowcy japońskiego Uniwersytetu Japońskiego Uniwersytetu w Toykhashi studiowali użycie dotykowych joysticków do kontrolowania dźwigów podnoszących, aby zapobiec kolizjom. Niektóre organizacje zajmują się rozwojem dotykowymi systemów sprzężenia zwrotnego do robotów chirurgicznych (które w rzeczywistości są zdalnie zarządzane). Nano-technologowie próbują zintegrować urządzenia dotykowe do skanowania mikroskopów elektronowych, aby zapewnić poczucie dotyku podczas manipulowania nano-obiektami.
Dotknij Ekrany zwrotne
Ostatnio taktyczne technologie zaczęły stosować w produkcji ekranów dotykowych. Konwencjonalne ekrany dotykowe pozwalają operatorowi wpłynąć na każdy punkt powierzchni ekranu, a technologia dotykowa umożliwiają naprawdę czuł. Kliknij przycisk, a poczujesz (i często nawet usłyszysz) kliknij. Przyciski wirtualne mogą być dowolnym rozmiarem lub kształtem i gdziekolwiek na ekranie. Rodzaj reakcji na dotyk może również się różnić.
W grudniu 2005 r. Volkswagen AG otrzymała licencję na wykorzystanie dotykowymi technologii zanurzeniowych w panelach samochodowych. Zamiast czuć się twardą powierzchnią wirtualnego panelu sterowania, kierowcy czują, jak przyciski jeżdżą i zwolniają, tak samo jak prawdziwe przyciski i przełączniki. Według Levin, użytkownicy, którzy oferowali wybór między ekranem dotykowym z reakcją dotykową, a bez niego wykazali wielkie preferencje do opcji dotykowych, a jeśli mogliby wybrać tylko jedną opcję, wybrali ten konkretny.
Uczucie dotyku można odtworzyć na kilka sposobów. Prawdopodobnie najbardziej bezpośrednie zostanie zbudowany szereg ruchomych wniosków kontaktowych na ekranie, tak aby powierzchnia była rzeczywiście podejmie pożądaną formę. Chociaż podejście to jest skuteczne, jest skomplikowane i drogi. Proste podejściem jest zorganizowanie dysków elektromagnetycznych w rogach ekranu, który kontroluje ruch zewnętrznej powierzchni ekranu dotykowego (patrz schemat). Badania wykazały, że parametr krytyczny nie jest odległością, ale przyspieszeniem. Zgodnie z normą Stowarzyszenia NEMA, przesunięcie może wynosić od 0,1 do 0,2 mm.
Chociaż technologie dotykowe zyskują rosnące rozpoznawanie w grach i symulatorów szkoleniowych, rozbudowa pola użytkowania przemysłowego jest wolniejsza. Jednym z czynników, które przyczynią się do ekspansji stosowania tej technologii w sprzęcie przemysłowym, jest uproszczenie zadania integracji technologii dotykowych Irterfeix.
Większość firm zajmujących się technologiami dotykowymi oferuje różnorodne interfejsy programowania (API) dla różnych zastosowań tych technologii i innych oprogramowania ułatwiającego rozwój. Immersion Corp pracuje na uniwersalnym zestawie składającym się z małego okrągłego panelu, zestawu dysków i podręczników. W panelu, efekty dotykowe są zaprogramowane z góry, wszelkie inne mogą być dodatkowo pobrane i zapisywane na pamięci flash. Sensable Technologies oferuje również różne narzędzia dotykowe do jego sprzętu.
Redukcja kosztów doprowadzi również do wzrostu popytu na technologie dotykowe. W dolnym przedziale cenowym jest model Falcon firmy Novint z trzema stopniami wolności, który jest sprzedawany za 150-200 USD. Chociaż urządzenie jest tworzone do codziennego użytku, doświadczenie wykazało, że niektóre produkty elektroniczne konsumenckie przenikają w sektorze przemysłowym i handlowym prawie bez zmian. A jeśli są produkowane i sprzedawane w ilościach charakterystycznych dla detalicznego ceny mogą być bardzo atrakcyjne. Jeśli chodzi o niezawodność urządzenia, zgodnie z Andersonem (Novint), ten produkt "został zaprojektowany, aby go zapukać, będą również chcieli, aby działał nieprzerwanie przez długi czas, zwłaszcza gdy grają w gry wideo".
Fantom Omni Często - "Ręka" z sześcioma stopniami swobody, dołączonych do bazy, która może znajdować się na pulpicie - kosztuje około 2 400 $ wraz z pakietem oprogramowania. Jeśli chodzi o ekrany dotykowe: Dostępne są wyświetlacze zanurzeniowe do 19 ", cena urządzenia sprzężenia zwrotnego dotykowego jest w przybliżeniu równa cenie ekranu dotykowego.
Chociaż technologie dotykowe są daleko od doskonałego, jasne jest już jasne, że mają obiecującą przyszłość w sferze przemysłowej. Chociaż zwykłe myszy, najprawdopodobniej nie znikną, pomimo faktu, że Novint nazywał się jednym z jego modeli Falcon (Falcon) na cześć ptaka zdobycz, karmienia myszy, może nie tylko możliwe, aby wykonać takie funkcje.
