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