Taktile Kontrolle: Erfahrungen sammeln. Fortschrittliche Haptik- und Touch-Technologie. Fallout 4-Haptiklaufwerk

65 Nanometer sind das nächste Ziel des Zelenograder Werks Angstrem-T, das 300 bis 350 Millionen Euro kosten wird. Das Unternehmen habe bereits einen Antrag auf ein Vorzugsdarlehen für die Modernisierung der Produktionstechnologien bei der Vnesheconombank (VEB) eingereicht, berichtete Vedomosti diese Woche unter Berufung auf den Vorstandsvorsitzenden des Werks, Leonid Reiman. Jetzt bereitet Angstrem-T den Start einer Produktionslinie für Mikroschaltungen mit einer 90-nm-Topologie vor. Die Auszahlung des bisherigen VEB-Darlehens, für das es erworben wurde, beginnt Mitte 2017.

Peking bringt die Wall Street zum Absturz

Wichtige amerikanische Indizes markierten die ersten Tage des neuen Jahres mit einem Rekordrückgang; Milliardär George Soros warnte bereits, dass die Welt vor einer Wiederholung der Krise von 2008 stehe.

Der erste russische Verbraucherprozessor Baikal-T1 zum Preis von 60 US-Dollar geht in die Massenproduktion

Das Unternehmen Baikal Electronics verspricht, den rund 60 US-Dollar teuren russischen Baikal-T1-Prozessor Anfang 2016 in die industrielle Produktion zu bringen. Die Geräte werden gefragt sein, wenn der Staat diese Nachfrage schafft, sagen Marktteilnehmer.

MTS und Ericsson werden gemeinsam 5G in Russland entwickeln und implementieren

PJSC " Mobile TeleSysteme„und Ericsson haben Vereinbarungen über die Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Implementierung der 5G-Technologie in Russland getroffen. In Pilotprojekten, unter anderem während der Fußballweltmeisterschaft 2018, will MTS die Entwicklungen des schwedischen Anbieters testen. Anfang nächsten Jahres wird die Der Betreiber wird einen Dialog mit dem Ministerium für Telekommunikation und Massenkommunikation über die Gründung beginnen Technische Anforderungen bis zur fünften Mobilfunkgeneration.

Sergey Chemezov: Rostec ist bereits einer der zehn größten Maschinenbaukonzerne der Welt

Der Chef von Rostec, Sergei Chemezov, beantwortete in einem Interview mit RBC drängende Fragen: über das Platon-System, die Probleme und Perspektiven von AVTOVAZ, die Interessen des Staatskonzerns im Pharmageschäft, sprach über internationale Zusammenarbeit im Kontext von Sanktionen Druck, Importsubstitution, Reorganisation, Entwicklungsstrategie und neue Chancen in schwierigen Zeiten.

Rostec „zäunt sich ein“ und greift auf die Lorbeeren von Samsung und General Electric ein

Der Aufsichtsrat von Rostec hat die „Entwicklungsstrategie bis 2025“ genehmigt. Die Hauptziele bestehen darin, den Anteil ziviler High-Tech-Produkte zu erhöhen und bei wichtigen Finanzindikatoren mit General Electric und Samsung gleichzuziehen.

Wir betrachten vier Unternehmen, die Touch-Technologien entwickeln, die in direktem Zusammenhang mit Haptik und Touch-Displays stehen.

Die Menschen sind unverändert. Vom Moment unserer Geburt an werden wir sofort von unserer Mutter abhängig. Als Kinder entdecken wir die Welt durch Berührung. Als Erwachsene berühren wir unsere Lieben, unsere Kinder, Familienmitglieder und Freunde, um unsere Einstellung zu zeigen. Wir erwarten eine Gegenleistung, eine Form Rückmeldung, wodurch wir wissen, dass die Nachricht eingegangen ist.

Allerdings sind wir im Laufe der Jahre von der haptischen Technologie abhängig geworden, wir erleben haptisches Feedback durch unsere Spielekonsole, unsere Tablets und unsere Smartphones. Diese mechanische Reaktion lässt Gadgets ein wenig persönlicher und intelligenter erscheinen, als sie tatsächlich sind. Aktuelle und zukünftige haptische Technologien machen unsere Verbindung zu Gadgets noch persönlicher und verwandeln das, was als Science-Fiction galt, in den Alltag.

LaboreFujitsu

Die erste haptische Lösung ist das Ergebnis der Arbeit des Fujitsu-Labors, das Ultraschallvibrationen zur Übertragung taktiler Empfindungen nutzt und so die Reibung zwischen ihnen verringert Touch-Display und der Finger des Benutzers. Durch die Erzeugung von Überschallvibrationen auf der Touchscreen-Oberfläche erzeugt die Technologie eine Hochdruckluftschicht zwischen der Bildschirmoberfläche und der Fingerspitze des Benutzers. Diese Technik reduziert die Reibung und erzeugt so einen schwebenden Effekt.

Vermutlich würde dieser Effekt den Akku des Geräts schnell entladen, was jedoch nicht der Fall ist, wenn das Labor berichtet, dass es eine Technologie entwickelt hat, die effektiv im Gerät eingesetzt werden kann mobile Geräte. Für die „taktile“ haptische Kommunikation erzeugt die Technologie von Fujitsu Labs kurze Zyklen zwischen hohen und niedrigen Reibungskoeffizienten als Reaktion auf Informationen, wenn ein Finger das Panel berührt und Informationen auf dem Bildschirm anzeigt.

Fujitsu und Fujitsu Laboratories bauen das Angebot an haptischen Lösungen weiter aus und streben die Kommerzialisierung im Geschäftsjahr 2015 an.

Vivitouch 4D-Sound

Für diese Lösung nutzt das Unternehmen die elektroaktive Polymertechnologie, um Elektroden auf ein extrem dünnes Stück Polymerfolie zu drucken, das das Unternehmen erfunden hat. Dieser Film, der sich bei Stromzufuhr in Bewegung setzt, wird in ein Antriebsmodul eingelegt, das wiederum eine Verbindung zu einem On-Ear-Headset herstellt. Der Film reagiert in Echtzeit auf Ton und vermittelt ein körperliches Gefühl, das in den empfindlichen Hautpartien rund um das Ohr des Zuhörers spürbar ist.

Diese Technik bedeutet schnellere Reaktionszeiten bei geringerem Stromverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Feedback-Technologien. Diese Technik bedeutet auch, dass durch die körperliche Empfindung die volle Wirkung des Klangs übertragen werden kann, ohne dass die Lautstärke auf ein Niveau erhöht werden muss, das das Trommelfell schädigen könnte. Die Lösung hat außerdem keinerlei Auswirkungen auf das Trommelfell, verbraucht nur minimale Batterieleistung, bringt kein empfindliches Gewicht mit sich und ist beim Bewegen direkt am Ohr geräuschlos.

Vivitouch hat diese Technologie bereits an Mad Catz und Ableplanet lizenziert.

Technologie

Das haptische Verfahren des Unternehmens verwendet eine spezielle Schicht, die die oberste Schicht des Geräts (Glas, Linse) im optischen Fach des Tablets ersetzt und der Dicke der vorherigen Tablet-Komponente entspricht. Die patentierte „haptische Schicht“, die über dem Berührungssensor angebracht ist, nutzt Mikroflüssigkeiten, kleine Flüssigkeitskanäle, die sich über die gesamte Schicht verteilen. Diese Flüssigkeit dehnt sich in die obere Polymerschicht aus und erzeugt physische Knöpfe. Ein kleiner haptischer Controller ist mit der haptischen Ebene verbunden und steuert den Zustand der Tasten.

Implementierung

Mit dieser Technologie können Benutzer flüssige Tasten genauso drücken oder ihre Finger einfach darauf ablegen, wie sie es mit physischen Tastaturtasten tun, wodurch die Touch-Technologie auf die nächste Stufe gehoben wird. Und wenn die Schaltflächen deaktiviert sind – beispielsweise wenn der Benutzer mit der Eingabe einer Website-URL fertig ist – verschwinden die Schaltflächen wieder auf dem Bildschirm. Sie werden keine Hinweise auf ihre Existenz finden, das Tablet wird über einen glatten, nahtlosen und flachen Touchscreen mit vollem Anzeigebereich verfügen.

Das Unternehmen hat diese Technologie bereits an einige OEM- und ODM-Partner lizenziert. Namen werden nicht bekannt gegeben.

Eintauchen

Schließlich haben wir noch die TouchSense-Technologie von Immersion, die uns schon lange bekannt ist, weil sie eine haptische Kommunikation ermöglicht Mobiltelefone, Automobilsysteme, Spiele, medizinische und Unterhaltungselektronikprodukte. Die 3000er-Serie ist für die Verwendung mit einem einzelnen haptischen Aktor konzipiert, die 4000er-Serie für mehrere haptische Aktoren und die 5000er-Serie verwendet einen Piezo-Aktor für hochauflösende haptische Kommunikation. Dieses Unternehmen wurde 1993 gegründet und arbeitete 1997 mit Microsoft zusammen, um seine Technologie in die DirectInput-API für DirectX 5.0 zu integrieren.

Die überwiegende Mehrheit der Menschen kommuniziert mit Computern über Sehen und Hören. In manchen Fällen wäre jedoch die Berührung am besten geeignet. Hersteller vor Ort Computertechnologie erkennen dies und bauen den Einsatz haptischer Lösungen aus.

Taktil (vom griechischen Wort für „greifen“ oder „berühren“) bezieht sich auf die Fähigkeit von Geräten, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das wir durch Berührung fühlen können, anstatt es zu sehen oder zu hören. Das taktile Signal ist normalerweise eine Rückmeldung oder Vibration. Wie stark ist der Rückstoß? „Kleine Geräte erzeugen 3-4 Newton [300 bis 400 Gramm], und einige größere erzeugen mehr als 30 N“, sagt Ben Landon, Spezialist für haptische Geräte bei SensAble Technologies Inc.

Anwendung haptischer Technologien

Es gibt zwei Hauptanwendungsbereiche taktiler Technologien: eine virtuelle Realität(einschließlich Spiele und medizinische Schulungen) und Fernbedienung(oder Fernwirktechnik). Obwohl der offensichtlichste Einsatz haptischer Technologie ist ComputerspieleÄhnliche Projekte gibt es in der Industrie. Beispielsweise bieten haptische Technologien Benutzern die Möglichkeit, Objekte beim computergestützten Design und beim Design in CAD-Systemen und dergleichen zu berühren und zu ertasten. Diese Tools geben Feedback Computerprogramm, bei dem das Design umgesetzt wird und vollelektronische Lenkung und Bremsen realistisch auf Bediener- oder Fahrereingaben reagieren, sodass keine massiven und komplexen Direktverbindungen oder Servosysteme erforderlich sind.

Der Omni-Arm von SensAble Technologies unterstützt die Positionierung in sechs Freiheitsgraden und Force-Feedback

In der Medizin eingesetzte taktile Technologien sind eine Möglichkeit, Patienten vor medizinischen Fehlern zu schützen und unerfahrenes Personal „virtuell“ zu schulen. Taktile medizinische Trainingssysteme reproduzieren mit erstaunlicher Realitätsnähe das Gefühl des Eintauchens einer Nadel oder eines Peritoneoskops und ermöglichen es Ihnen, die Ergebnisse auf dem Bildschirm zu sehen und gleichzeitig zu hören, wie sich der Patient beschwert, wenn etwas falsch gemacht wird. Solche Geräte können für zahnärztliche Eingriffe und vieles mehr eingesetzt werden.

„Der Ausbildungsprozess für Ärzte ist heute mit einem gewissen Risiko verbunden“, sagt Tom Anderson, Präsident von Novint Technologies. „Während der ersten 50 Eingriffe an einem lebenden Patienten lernen sie.“ Novint verfügt über Epidural- und Dentalsimulatoren, die erhalten wurden positive Bewertungen von Benutzern. Michael Levin, Vizepräsident und General Manager für Industrie- und Gaming-Technologie bei Immersion Corp., sagt, sein Unternehmen habe etwa 800 seiner Gefäßsimulationsgeräte im Einsatz. Sie ermöglichen es den Schülern, die Technik des Einführens einer IV-Nadel zu erlernen.

Haptische Technologien finden auch bei der Entwicklung medizinischer Implantate Anwendung, bemerkt Bob Steingart, Präsident und Chief Operating Officer von SensAble Technologies Inc. CT-Scannerdaten liegen in Form von Voxeln (dreidimensionalen volumetrischen Pixeln) vor. SensAble-Geräte verwenden dasselbe Format. „Stellen Sie sich eine Person mit einem Loch im Schädel vor“, erklärt Steingart. „Sie beginnen mit einem Modell, das mit einem Computer oder einem Magnetresonanztomographen erstellt wurde. Ziel ist es, eine Prothese zu erhalten, die dieses Loch füllt. Mithilfe unseres Voxelsystems und eines virtuellen Füllers.“ , auch ein Modell des Schädels „wird aus Voxeln bestehen – man kann ein sehr gut angepasstes synthetisches Körperteil erhalten, und das am wichtigsten, sehr schnell. Die Ausgabe wird normalerweise einem Gerät zugeführt, das schnell einen Prototyp erstellt, und in einigen Fällen auch Kartons an eine Fräsmaschine.

„Haptische Technologie kann auch verwendet werden, um die Darstellung von Daten zu verbessern“, bemerkt Landon (SensAble), „und ermöglicht es dem Benutzer, mithilfe von Daten durch ein Meer von Daten zu navigieren (z. B. seismische Aufnahmen von Gesteinen). Zusätzliche Mittel Wahrnehmung. Sie haben nicht nur Farbe und Zeit, sondern auch Kraft, die Ihnen hilft, die Art der Daten zu bestimmen.“

Knöpfe, Mäuse, Joysticks

Das vielleicht einfachste Beispiel für haptische Technologie sind Bedienknöpfe, wie sie zum Einstellen eines Radios verwendet werden. Durch die Ausstattung eines solchen Griffs mit einem Motor und einer Bremse können Sie dies erreichen verschiedene Arten Fixierung, Unterstützung und sogar Stoßdämpfung. Und alle diese Eigenschaften können nach Bedarf geändert werden.

Haptische Mäuse unterstützen als Reaktion Feedback oder Vibration oder beides Software auf Benutzeraktionen. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, vom Spielen bis zur Physiotherapie, und der Einsatz einer taktilen Maus als Computer-Eingabewerkzeug für Blinde wird derzeit erforscht. Bei der Verwendung einer taktilen Maus gibt es ein Problem. Das bedeutet, dass die Maus über eine Möglichkeit verfügen muss, ihre absolute Position zu verfolgen; Heutzutage werden hierfür Achsen oder Gewinde verwendet, die mit der Basis verbunden sind.

Robotik im Rückwärtsgang: virtuelle Manipulatoren

In einer virtuellen 3D-Welt entspricht die haptische Technologie „Robotern im Rückwärtsgang“. Ein Roboter ermöglicht der virtuellen Welt (Software), reale Objekte zu manipulieren. Ein haptisches Gerät ermöglicht es einer Person, virtuelle Objekte zu manipulieren und sie zu fühlen, als wären sie real.

Touchscreen mit elektromagnetischen Antrieben ausgestattet

Der Benutzer kann beispielsweise einen Manipulator (einige Systeme verwenden einen Handschuh oder einen „Ring“) greifen, der mit einem Halterungssystem verbunden ist.

Haptische Geräte können drei Freiheitsgrade (3 DOF) haben, die die Erfassung der X-, Y- und Z-Achsen ermöglichen, oder 6 DOF (6 DOF), die auch empfindlich auf Drehung und Neigung reagieren. Die Anzahl der Freiheitsgrade spiegelt die Anzahl der geänderten Parameter wider. Das System erkennt die Position des Griffs und überträgt über eingebaute Motoren und Bremssysteme die entsprechende Rückmeldung und Vibration an den Benutzer. Wenn der Cursor auf ein virtuelles Objekt trifft, spürt der Bediener einen Widerstand, der hart (bei einem festen Objekt), weich oder elastisch sein kann. Bei Bedarf kann der Griff vibrieren, um beispielsweise das Gefühl zu simulieren, als würde eine Person einen Stift über eine unebene Oberfläche ziehen. Taktile Handschuhe können in der Physiotherapie eingesetzt werden, um Herzinfarktpatienten dabei zu helfen, wieder zu Kräften zu kommen und die Körperfunktionen zu verbessern.

Forscher der japanischen Toyohashi University of Technology untersuchten die Möglichkeit, haptische Joysticks zur Steuerung von Kränen einzusetzen, um Kollisionen zu vermeiden. Mehrere Organisationen entwickeln haptische Feedbacksysteme für Operationsroboter (die eigentlich ferngesteuert sind). Nanotechnologen versuchen, taktile Geräte in das Scannen zu integrieren Elektronenmikroskope um einen Tastsinn bei der Manipulation von Nanoobjekten zu vermitteln.

Touchscreens mit Feedback

In jüngerer Zeit werden bei der Herstellung von taktilen Technologien eingesetzt Touchscreen. Herkömmliche Touchscreens erlauben es dem Bediener, an jedem beliebigen Punkt der Bildschirmoberfläche zu agieren, haptische Technologien machen es jedoch möglich, dies auch wirklich zu spüren. Drücken Sie die Taste und Sie werden ein Klicken spüren (und oft sogar hören). Virtuelle Schaltflächen können jede beliebige Größe und Form haben und sich an einer beliebigen Stelle auf dem Bildschirm befinden. Auch die Art der Reaktion auf Berührung kann variieren.

Im Dezember 2005 erhielt die Volkswagen AG eine Lizenz zur Nutzung der Haptiktechnologie von Immersion in Automobilpaneelen. Anstatt nur die harte Oberfläche eines virtuellen Bedienfelds zu spüren, spüren Fahrer, wie die Tasten hinein- und herausgedrückt werden, genau wie bei echten Tasten und Schaltern. Laut Levin zeigten Benutzer, die zwischen Touchscreens mit und ohne haptischem Feedback wählen konnten, eine starke Präferenz für die haptischen Optionen, und wenn sie nur eine Option wählen konnten, entschieden sie sich für diese.

Das Tastgefühl kann auf verschiedene Arten wiederhergestellt werden. Am einfachsten wäre es wohl, eine ganze Reihe beweglicher Kontaktstifte auf den Bildschirm zu bauen, damit die Oberfläche tatsächlich die gewünschte Form annimmt. Obwohl dieser Ansatz effektiv ist, ist er komplex und teuer. Ein einfacherer Ansatz besteht darin, elektromagnetische Aktuatoren in den Ecken des Bildschirms zu platzieren, die die Bewegung der Außenfläche des Touchscreens steuern (siehe Abbildung). Untersuchungen haben gezeigt, dass der entscheidende Parameter nicht die Entfernung, sondern die Beschleunigung ist. Gemäß NEMA-Standard kann der Versatz 0,1 bis 0,2 mm betragen.

Während sich haptische Technologien in Spielen und Trainingssimulationen zunehmend durchsetzen, verlief die Expansion in industrielle Anwendungen langsamer. Einer der Faktoren, die dazu beitragen werden, den Einsatz dieser Technologie in Industrieanlagen auszuweiten, ist die einfache Integration haptischer Technologien in Schnittstellen.

Die meisten Unternehmen für haptische Technologie bieten eine Reihe von Anw(APIs) an Diverse Orte Anwendung dieser Technologien und anderer Software zur Erleichterung der Entwicklung. Immersion Corp arbeitet an einem universellen Bausatz, der aus einer kleinen runden Platte, einem Satz Aktuatoren und einer Bedienungsanleitung besteht. Das Panel verfügt über vorprogrammierte taktile Effekte; alle anderen können zusätzlich heruntergeladen und im Flash-Speicher gespeichert werden. SensAble Technologies bietet auch vielfältige Haptiken für seine Geräte an.

Niedrigere Kosten werden auch zu einer erhöhten Nachfrage nach haptischer Technologie führen. Am unteren Ende der Preisspanne liegt das Falcon-Modell von Novint mit drei Freiheitsgraden, das für 150–200 US-Dollar verkauft wird. Obwohl dieses Gerät für den täglichen Gebrauch konzipiert ist, hat die Erfahrung gezeigt, dass einige Produkte der Unterhaltungselektronik ohne oder mit nur geringen Änderungen in den Industrie- und Gewerbebereich vordringen. Und wenn sie in Einzelhandelsmengen produziert und verkauft werden, können die Preise durchaus attraktiv sein. Was die Zuverlässigkeit angeht, sagt Anderson von Novint, dass das Produkt „so konzipiert ist, dass die Leute darauf klopfen, aber sie möchten auch, dass es über längere Zeiträume ununterbrochen läuft, insbesondere wenn sie Spiele spielen.“

SensAbles Phantom Omni – ein Arm mit sechs Freiheitsgraden, der an einer Basis befestigt ist, die auf einem Desktop platziert werden kann – kostet mit seinem Softwarepaket etwa 2.400 US-Dollar. Was Touchscreens betrifft, sind Immersion-Displays in Größen bis zu 19 Zoll erhältlich. Der Preis für ein haptisches Feedback-Gerät entspricht in etwa dem eines Touchscreens.

Obwohl haptische Technologien noch lange nicht perfekt sind, ist bereits jetzt klar, dass sie im industriellen Bereich eine vielversprechende Zukunft haben. Obwohl normale Mäuse wahrscheinlich nicht verschwinden werden, obwohl Novint eines seiner Modelle Falcon nach einem mäusefressenden Greifvogel benannt hat, sind sie möglicherweise nicht die einzigen, die solche Funktionen ausführen können.