Stel je een virtuele wereld voor waarin iemand je arm aanraakt tijdens een gesprek en je de sensatie voelt alsof ze bij je zijn.

Bij de afdeling Computerwetenschappen van het USC, Universitair docent Heather Culbertson heeft een nieuwe haptische armband ontwikkeld die de gebaren nabootst die worden gebruikt bij sociale aanraking, specifiek het gevoel van een vinger die langs de arm beweegt. Ze ontwikkelde de armband met collega's van Stanford University, waar ze als research engineer werkte voordat ze in januari bij het USC kwam.

Het draagbare textiel is ingebed met kleine luidsprekeractuatoren die op en neer gaan om verschillende sensaties te simuleren. Gecontroleerd door een algoritme, de beweging is getimed om een ​​"haptische illusie" te creëren die aanvoelt als een echte menselijke aanraking.

"Mechanisch een lange beweging simuleren, als een vinger die langs de huid sleept, is erg moeilijk te realiseren in een kleine ruimte zoals een wearable, " zei Culbertson, hoofdauteur van de studie gepresenteerd op het IEEE Haptics Symposium van dit jaar in San Francisco.

"Met dit apparaat we creëren de illusie van zijdelingse beweging van links naar rechts met behulp van verticale op en neer beweging. De luidsprekers springen één voor één in de huid om het gevoel van voortdurende beweging te simuleren."

Culbertson hoopt dat de sleeve een effectief therapeutisch hulpmiddel kan zijn voor mensen met angst of individuen die het risico lopen geïsoleerd te raken. zoals de oudere bevolking. Het kan ook richtingsinformatie overbrengen voor mensen met een visuele beperking.

"Dit is een eerste prototype, maar het is verrassend effectief, "Zei Culbertson. "Als het op haptiek aankomt, mensen zijn harde critici - je moet de sensatie precies goed krijgen."

Boots de menselijke aanraking na - het gaat om haptiek

Haptiek heeft betrekking op de tastzin in technologie, die al in veel consumentenapparaten wordt aangetroffen, met name controllers voor videogames, smartphones en smartwatches. Culbertson is gespecialiseerd in sociale haptiek, een opkomend veld dat met kunstmatige middelen emoties probeert over te brengen of op te roepen.

"Ik ben geïnteresseerd in de sociale kant van robotica, specifiek hoe mensen aanraking gebruiken om te communiceren en informatie te verzamelen over de wereld om hen heen, " ze zei.

Onderzoek heeft aangetoond dat aanraking nauw verbonden is met emotie, het triggeren van een cascade van chemische reacties waarvan bewezen is dat ze depressie verminderen en stress verminderen tijdens medische procedures. Ondanks dit, computer-gemedieerde interacties missen momenteel rijke, betekenisvolle aanraaksignalen.

"We brengen zoveel informatie over via aanraking, "Zei Culbertson. "Maar nu [dat] we meer en meer van onze tijd online doorbrengen, we verliezen dat gevoel van verbondenheid."

Ze voegde eraan toe:"Online winkelen of praten met vrienden en familie zijn ervaringen die momenteel beperkt zijn tot je visuele en auditieve zintuigen. Mijn droom is om virtuele aanrakingssensaties te creëren die niet te onderscheiden zijn van wat je in de echte wereld voelt."

Kan het gevoel niet stoppen

De meeste elektronica die haptische feedback biedt, maakt gebruik van trillingen. Maar voor toepassing in een draagbaar sociaal apparaat, Culbertson en het team wilden een meer natuurlijke sensatie creëren.

"Met trillingen, je kunt het gevoel van beweging creëren, maar het voelt niet alsof je een menselijke aanraking nabootst - het voelt gewoon als zoemen, "zei ze. "Het is ook erg moeilijk om trillingen te isoleren, dus mensen stemmen het gewoon af."

Tijdens het experimenteren met materialen voor goedkope prototypes, de onderzoekers ontdekten dat magneten een verrassend overtuigend gevoel van aanraking creëerden terwijl ze in de huid afstoten.

Met dezelfde principes, gingen de onderzoekers aan de slag met het bouwen van een mechanisch apparaat met zes kleine, goedkope exciter-luidsprekers ingebed in een lichtgewicht stoffen hoes. Gedreven op lage frequenties, de luidsprekers produceren beweging in plaats van trillingen of geluid bij hogere frequenties.

Tijdens een gebruikersonderzoek de onderzoekers ontdekten dat korte pulsen met lange vertragingen een "griezelig" gevoel gaven, verwant aan iets dat door de huid kruipt, terwijl lange pulsen met korte vertragingen een zeer realistische sensatie creëerden.

Kan het gevoel te realistisch worden? “Dat zijn we nog niet tegengekomen, ' zei Culbertson.

Naast toepassingen op sociale apparaten, Culbertson zei dat dit soort haptische technologie ook kan worden ingebed in autostoelen om richting en andere informatie aan bestuurders door te geven. zoals waarschuwingen en dodehoekwaarschuwingen.

"De tastzin wordt in de huidige technologie sterk onderbenut, "Zei Culbertson. "Dit is slechts het topje van de ijsberg."