Touch-Fotografie: Computer-Nutzer geben ein Gefühl für die Dinge

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Eine neue Art von Kamera, die erfasst, wie fühlt sich eine Oberfläche ist genau die Art von Technologie-Maschinenbau-Ingenieur, Katherine Kuchenbecker glaubt ändert die Art und Weise Menschen und Computer interagieren. Und sie hilft machen das passieren.

Kuchenbecker, Maschinenbau-Ingenieur an der University of Pennsylvania arbeitet mit Unterstützung der National Science Foundation um wie Objekte fühlen und das Gefühl auf den Bildschirmen von Computern und anderen Geräten neu zu erfassen. Sie nennt diese Vorgehensweise Haptography oder haptische (Touch) Fotografie.

"Wenn Sie etwas auf Ihrem Computer sehen können, sollten nicht warum Sie es fühlen können?", fragt sie. "Berührung ist ein wichtiger Bestandteil der sensorischen Erfahrung des Seins ein Mensch."

Anwendungen

Alltag Mensch-Computer-Interaktion kann reicher, darüber hinaus nur die visuellen und auditiven Sinne, für einige wirklich interessante Anwendungen.

Ein Online-Shopper, könnte zum Beispiel die Textur der Hose fühlen, bevor Sie entscheiden, ob sie kaufen. Ein Museumsbesucher kann haptische Eindrücke eine seltene archäologische Artefakte auftreten, ohne das eigentliche Objekt halten. Und Digitalkünstler vielleicht genießen Sie die Möglichkeit, virtuelle Zeichnung Oberflächen fühlen, da sie Meisterwerke zu schaffen.

Über diese verwendet ist Kuchenbecker Arbeit auf Haptography besonders motiviert durch medizinisches Training und Simulation.

"Wir hoffen, dass die Technologie, die Hardware und die Software, die wir schaffen schließlich zurück in bessere Ausbildung für Ärzte, Zahnärzte und andere Ärzte einfließen sollen," sagte sie. "Wir wollen, lassen sie spüren, was eine Interaktion geht Gefühl, ob es die Operation ist eine epidurale Nadel, Bohren einen Hohlraum in einem Zahn oder einige andere psychomotorische Fähigkeiten mit ihren Händen zu üben. Ich möchte ihnen diese Aufgaben in einer sicheren, reich und herausfordernde Computerumgebung zu üben, damit sie diese Fähigkeiten lernen können, bevor sie gehen auf einen echten Patienten arbeiten."

Wie funktioniert haptography

Wenn es um die Schaffung Haptographs einer Oberfläche, wie ein Stück Leinwand oder Holz, ist das zentrale Instrument ein Werkzeug ausgestattet mit Sensoren, die Position des Werkzeugs, Kontaktkraft und hoher Bandbreite Kontakt Beschleunigungen messen. Die Haptographer zieht wiederholt dieses Tool über die eigentliche Oberfläche des Objekts, während der Computer alle Signale aufzeichnet.

"Wir machen haptische sinnliche Aufnahmen von was du fühlst, wie Sie dieses Sensoreinheiten Tool verwenden, um die reale Oberfläche berühren", sagte Kuchenbecker. "Wir verarbeiten dann die Aufnahmen mit Computer-Algorithmen, ziehen Sie die hervorstechenden Merkmale."

Nach Kuchenbecker kann ein Benutzer später erleben Sie eine virtuelle Version wie die Oberfläche fühlte, indem man einen Stift mit einer Stimme Coil Aktor (eine Art Motor, der hin und her schütteln kann) ausgestattet über die Oberfläche von einem Computer-Bildschirm.

Messen Kontakt

"Wir messen, wie hart Sie schieben und wie schnell Sie den Stift bewegen, und dann verwenden wir diesen Motor auf den Stift, um Ihre Finger in genau das gleiche zu schütteln, wie sie verschoben würde, wenn Sie die reale Oberfläche berührt" sagte sie.

Die virtuellen Oberflächen fühlen sich real, weil bei jeder Änderung in Bewegung, der Computer automatisch die Empfindungen passt spielt es wieder.

Kuchenbecker Team untersucht auch, wie die Technologie mit Trainings-Videos in den Bereichen Zahnheilkunde kombiniert werden kann.

"Wir legen einen kleine hoher Bandbreite Beschleunigungsmesser auf die Sonde vom Zahnarzt verwendet. Erkunden sie einen Zahn, erfassen wir alles, was sie fühlen, und wir setzen es zusammen mit dem Video, was ich nenne die Touch-Track"erklärt Kuchenbecker. "Es ist das Video, das Sie sehen, die Tonspur, die Sie hören, und dann die Note verfolgen, dass Sie fühlen."

"Wir spielen alle drei zurück zusammen für einen Lernenden zu erleben," sagte sie. "Auf diese Weise Trainee kann sehen, was der Zahnarzt sah hören, was der Zahnarzt gehört, und hält ein weiteres Tool, das ein verreisen Motor, fühlen, was der Zahnarzt fühlte."

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Große Herausforderungen

Das Ziel der Verbesserung der virtuellen Realität gehört zu der National Academy of Engineering der großen Herausforderungen für das 21. Jahrhundert. Kuchenbecker und ihr Team von Studenten haben ihre Hände überall diesein, sozusagen.

"Diese Herausforderung Mensch-Computer-Interaktion zu bereichern, an dem viele, viele Menschen aus vielen Alleen Arbeiten gehört," sagte sie. "Wir hoffen, einen Beitrag in Bezug auf Ausbau und Erweiterung das sensorische Feedback erhalten Sie."

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in Behind the Scenes Artikel dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation, die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter den Kulissen Archiv.