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Haptics A. García-Alonso 1
>> Haptics <<Haptic rendering
LINK http://www.sc.ehu.es/ccwgamoa/docencia/Material/Presentaciones
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Haptic science
• Haptic: is the science of applying tactile, kinesthetic or both sensations to human interaction with computers. It refers to the ability of sensing and/or manipulating objects in a natural or synthetic environment through touch using a haptic interface. El Saddik (U. Ottawa)– Tactile (presure, temperature, pain)
– Kinesthetic (motion, force, muscles)
– Texture vibration
– Haptic device // Haptic interface // Haptic rendering
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Obtener experiencia
Antes de teorizar : probar brevemente
una aplicación háptica
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Haptic interface : elementos básicos
• Recibir estado dofs del haptic device
• Haptic rendering– Determinar el estado : análisis de colisiones / penetración
– Determinar la respuesta (“Fuerzas para sacar la punta”) • Elástica (posición), damping (velocidad, amortiguamiento, …)• Dureza, textura (rugosidad), etc.• fuerzas (3dof) y momentos (3 dof adicionales)
• Dibujar– Pseudo dofs (importancia de la imagen)
– “Recolocar la punta”
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Haptic interface
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Estabilidad haptica : 2 ciclos
• Ciclos análisis (30 o más Hz)
• Loop háptico (1000Hz)
• Teoría de control: problema de transiciones al llegar info del ciclo lento al rápido (evitar saltos)
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Haptic devices
• Tactile feedback (texture, vibration, temperature, pain?)
– Finger, skin : point, body : array
• Force feedback– 3/6 dof
• Traslación (punto) // Rigid body• Actuados // solo feedback sensible –vibrac.- // sin actuar
– Hand • actuados, solo tensiones, vibración-guantes
– Exoskeleton
• Plataformas
• Específicos para medical app. (luego)
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Más conceptos
• Telehaptics
• Colaborative environments
• Cuerpos deformables– FEM (finite element method)
– Mesh (muelle-amortiguador)
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Aplicaciones
• Labein: montaje cooperativo, ciegos, etc
• CEIT : Revima, palanca de cambios universal
• NC :
• Madrid : laparoscopia¿?
• El Saddik …
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Tactile : touch screen
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Tactile
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Tactile
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Tactile
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Body
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Tactile
• Airborne Ultrasound Tactile Display
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Tactile
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Tactile
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Tactile
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Tactil : body
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3 vs. 6 actuated dof
Phantom
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Large 3 actuated dofCompensar peso e inercia
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Hand : finger interface
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Hand : full interface
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Hand
• Kevin Curran and Joan Condell from the Faculty of Computing and Engineering at the University of Ulster are working with Cork-based Tyndall to create a "data glove", which will measure hand stiffness and movement. It includes pressure rotation sensors on the thumb, single pressure sensors on each fingertip and bend sensors on the finger joints.
• http://www.youtube.com/watch?v=e9hE5qJvw_w
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Plataformas
Treadport
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Medicina
Examples of haptic applications (medicine)
Haptic system: bidirectional system– Read encoders
– Write actuators
Virtual reality multimodal system
Force
Velocity
Force
Velocity
USERVIRTUAL
ENVIRONMENTTOUCH
Info sensors
Info actuators
AUDIOSound
VIDEOImage
Examples of haptic devices•Sarcos haptic arm
•Ligth Exoskeleton (Immersion)
•Boeing using a phantom
•UNC
•Renault using a Haption
•Haptic Workstation (Immersion)
•Phantoms
Examples of haptic applications (design)
CAD design
Digital sculpture