Επιστήμονες του EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) και του ΕΤΗ Zurich ανέπτυξαν ένα εξαιρετικά ελαφρύ γάντι – βάρους κάτω των 8 γραμμαρίων ανά δάχτυλο- που επιτρέπει στους χρήστες να «αγγίζουν» και να μεταχειρίζονται εικονικά αντικείμενα.
Το σύστημα, σύμφωνα με τους δημιουργούς του, παρέχει εξαιρετικά ρεαλιστικό απτικό feedback και μπορεί να λειτουργεί με μπαταρίες, δίνοντας άνευ προηγουμένου ελευθερία κινήσεων.
Η δημιουργία τεχνολογιών που εξασφαλίζουν την καλύτερη εμβύθιση σε εικονικά περιβάλλοντα αποτελεί αντικείμενο πολλών ερευνητών και μηχανικών ανά τον κόσμο, καθώς η VR κάνει σημαντικά βήματα. Σε αυτό το πλαίσιο κινείται και η δουλειά των ερευνητών του EPFL και του ETH Zurich, τα γάντι των οποίων είναι σε θέση να παράγει μέρι 40 Newtons ισχύος σε κάθε δάχτυλο με 200 Volts και λίγα milliWatts. Επίσης, έχει τη δυνατότητα να λειτουργεί με πολύ μικρή μπαταρία και είναι εξαιρετικά λεπτό (πάχος μόλις 2 χιλιοστών), κάτι που συνεπάγεται πολύ υψηλά επίπεδα ακρίβειας και ελευθερίας κινήσεων.
«Θέλαμε να αναπτύξουμε μια ελαφριά συσκευή που, αντίθετα με τα υπάρχοντα γάντια εικονικής πραγματικότητας, δεν απαιτεί έναν ογκώδη εξωσκελετό, χοντρά καλώδια κ.ά.» λέει ο Χέρμπερτ Σι, επικεφαλής του Soft Transducers Laboratory (LMTS). Το συγκεκριμένο γάντι, ονόματι DextrES, έχει δοκιμαστεί επιτυχώς σε εθελοντές στη Ζυρίχη και αποτελείται από νάιλον, με λεπτές ελαστικές λωρίδες μετάλλου στα δάχτυλα. Οι λωρίδες αυτές χωρίζονται από έναν λεπτό μονωτή. Όταν τα δάχτυλα του χρήστη έρχονται σε επαφή με ένα εικονικό αντικείμενο, εφαρμόζεται διαφορά τάσης ανάμεσα στις μεταλλικές λωρίδες, με αποτέλεσμα να ασκείται δύναμη, που μπλοκάρει την κίνηση του δαχτύλου του χρήστη. Όταν φεύγει η τάση, οι λωρίδες μετάλλου γλιστρούν ομαλά κι ο χρήστης μπορεί για άλλη μια φορά να κινεί ελεύθερα τα δάχτυλά του.
Προς το παρόν το γάντι τροφοδοτείται με ρεύμα μέσω ενός λεπτού καλωδίου, αλλά, λόγω της χαμηλής τάσης και ενέργειας που απαιτούνται, δεν υπάρχει λόγος αντ' αυτού να μη χρησιμοποιείται μια μικρή μπαταρία. «Οι χαμηλές απαιτήσεις ενέργειας οφείλονται στο γεγονός πως δε δημιουργεί κίνηση, αλλά μπλοκάρει» εξηγεί ο Σι.
Οι ερευνητές σκοπεύουν να πραγματοποιήσουν επιπλέον δοκιμές για να δουν σε τι επίπεδο πρέπει να προσομοιώσουν πραγματικές συνθήκες για να επιτευχθεί μια πλήρως ρεαλιστική εμπειρία. «Το ανθρώπινο σύστημα αισθήσεων είναι εξαιρετικά εξελιγμένο και πολύ πολύπλοκο. Έχουμε πολλά διαφορετικά είδη αισθητήρων σε πολύ μεγάλη πυκνότητα στις αρθρώσεις των δαχτύλων και στο δέρμα. Ως αποτέλεσμα, η δημιουργία ρεαλιστικού feedback, όταν αλληλεπιδρούμε με εικονικά αντικείμενα, είναι ένα πολύ απαιτητικό πρόβλημα, που δεν έχει ακόμα λυθεί. Η δουλειά μας κάνει ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση» λέει ο Ότμαρ Χίλιγκες, επικεφαλής του Advanced Interactive Technologies Lab στο ETH Zurich.
Το σύστημα, σύμφωνα με τους δημιουργούς του, παρέχει εξαιρετικά ρεαλιστικό απτικό feedback και μπορεί να λειτουργεί με μπαταρίες, δίνοντας άνευ προηγουμένου ελευθερία κινήσεων.
Η δημιουργία τεχνολογιών που εξασφαλίζουν την καλύτερη εμβύθιση σε εικονικά περιβάλλοντα αποτελεί αντικείμενο πολλών ερευνητών και μηχανικών ανά τον κόσμο, καθώς η VR κάνει σημαντικά βήματα. Σε αυτό το πλαίσιο κινείται και η δουλειά των ερευνητών του EPFL και του ETH Zurich, τα γάντι των οποίων είναι σε θέση να παράγει μέρι 40 Newtons ισχύος σε κάθε δάχτυλο με 200 Volts και λίγα milliWatts. Επίσης, έχει τη δυνατότητα να λειτουργεί με πολύ μικρή μπαταρία και είναι εξαιρετικά λεπτό (πάχος μόλις 2 χιλιοστών), κάτι που συνεπάγεται πολύ υψηλά επίπεδα ακρίβειας και ελευθερίας κινήσεων.
«Θέλαμε να αναπτύξουμε μια ελαφριά συσκευή που, αντίθετα με τα υπάρχοντα γάντια εικονικής πραγματικότητας, δεν απαιτεί έναν ογκώδη εξωσκελετό, χοντρά καλώδια κ.ά.» λέει ο Χέρμπερτ Σι, επικεφαλής του Soft Transducers Laboratory (LMTS). Το συγκεκριμένο γάντι, ονόματι DextrES, έχει δοκιμαστεί επιτυχώς σε εθελοντές στη Ζυρίχη και αποτελείται από νάιλον, με λεπτές ελαστικές λωρίδες μετάλλου στα δάχτυλα. Οι λωρίδες αυτές χωρίζονται από έναν λεπτό μονωτή. Όταν τα δάχτυλα του χρήστη έρχονται σε επαφή με ένα εικονικό αντικείμενο, εφαρμόζεται διαφορά τάσης ανάμεσα στις μεταλλικές λωρίδες, με αποτέλεσμα να ασκείται δύναμη, που μπλοκάρει την κίνηση του δαχτύλου του χρήστη. Όταν φεύγει η τάση, οι λωρίδες μετάλλου γλιστρούν ομαλά κι ο χρήστης μπορεί για άλλη μια φορά να κινεί ελεύθερα τα δάχτυλά του.
Προς το παρόν το γάντι τροφοδοτείται με ρεύμα μέσω ενός λεπτού καλωδίου, αλλά, λόγω της χαμηλής τάσης και ενέργειας που απαιτούνται, δεν υπάρχει λόγος αντ' αυτού να μη χρησιμοποιείται μια μικρή μπαταρία. «Οι χαμηλές απαιτήσεις ενέργειας οφείλονται στο γεγονός πως δε δημιουργεί κίνηση, αλλά μπλοκάρει» εξηγεί ο Σι.
Οι ερευνητές σκοπεύουν να πραγματοποιήσουν επιπλέον δοκιμές για να δουν σε τι επίπεδο πρέπει να προσομοιώσουν πραγματικές συνθήκες για να επιτευχθεί μια πλήρως ρεαλιστική εμπειρία. «Το ανθρώπινο σύστημα αισθήσεων είναι εξαιρετικά εξελιγμένο και πολύ πολύπλοκο. Έχουμε πολλά διαφορετικά είδη αισθητήρων σε πολύ μεγάλη πυκνότητα στις αρθρώσεις των δαχτύλων και στο δέρμα. Ως αποτέλεσμα, η δημιουργία ρεαλιστικού feedback, όταν αλληλεπιδρούμε με εικονικά αντικείμενα, είναι ένα πολύ απαιτητικό πρόβλημα, που δεν έχει ακόμα λυθεί. Η δουλειά μας κάνει ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση» λέει ο Ότμαρ Χίλιγκες, επικεφαλής του Advanced Interactive Technologies Lab στο ETH Zurich.
