Haptische interfaces stellen mensen in staat om gevaarlijke of delicate materialen te hanteren. Van laparoscopische chirurgie tot verwijdering van radioactief afval tot de simpele handeling van een mobiel in trilling brengen, robotica wordt gevoelig.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben een nog uitgebreidere haptische interface ontwikkeld die zeven bewegingsgraden mogelijk maakt. De meest voorkomende haptische interfaces hebben doorgaans drie bewegingsgraden. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het nummer van 10 januari van: IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , een gezamenlijke tweemaandelijkse publicatie van de IEEE en de Chinese Association of Automation..

"Met de ontwikkeling van interactietechnologieën met menselijke robots, haptische interfaces worden veel gebruikt voor 3D-toepassingen om de tastzin te bieden, " schreef co-auteur Zeng-Guang Hou, een professor aan het State Key Laboratory of Management and Control for Complex Systems. "Deze interfaces zijn gebruikt in medische simulatie, virtuele vergadering, en manipulatietaken op afstand. Echter, haptische interface-ontwerp en -besturing zijn nog steeds kritieke problemen om het zeer gevoelige tastgevoel van mensen te reproduceren."

Hou en zijn team ontwierpen een haptische interface op basis van een aangepast deltamechanisme. Dit mechanisme heeft een statisch basisplatform waaraan drie identieke kettingen zijn verbonden en leiden naar een bewegend platform. Het mechanisme kan elke ketting gebruiken om in een andere richting te bewegen.

"Het belangrijkste voordeel van deze architectuur is de lage inertie, het cruciale element van het ontwerp van haptische apparaten, omdat de aandrijvingen op het vaste platform kunnen worden gemonteerd, "Hou schreef, verwijzend naar hoe weinig moeite het kost om het mechanisme te laten bewegen. "In aanvulling, aan het bewegende platform kan een mechanische pols worden toegevoegd om de rotatievrijheidsgraden te realiseren."

De ingenieurs ontwierpen een controller om beweging te detecteren en aan te geven hoeveel kracht de operator moet uitoefenen. De interface wordt bestuurd via een algoritme dat helpt om het evenwicht te bewaren.

"Experimentele resultaten tonen de goede regelprestaties van deze interface, Hou schreef over de simulaties en prototypetests van zijn team. "Het dynamische model en de haptische controller kunnen worden gebruikt als referenties voor modelgebaseerde besturingssystemen om de prestaties verder te verbeteren."

Volgens Hou, de voorgestelde haptische interface is ook geschikt voor echte haptische interactie, zoals de tastzin van de vibratie-instelling van een mobiele telefoon, en teleoperatie toepassingen, zoals chirurgische ingrepen.