Zaloguj się
Wszystkie
9 lutego 2023
407
Zaprezentowany projekt jest kolejnym z serii sensorów haptycznych, opracowanych przez Nicholasa Gonyea. Eksperymentowanie z urządzeniami tego rodzaju ma kilka celów. Z jednej strony system taki może zapewniać zupełnie nowe zmysły, nieznane dotychczas ludziom, i może być początkiem nowego wynalazku. Z drugiej strony, jak wskazuje autor, takie rozwiązanie ma posłużyć do lepszego zrozumienia zachowań kotów, czy innych zwierząt z wibrysami. Finalnie, taki sensor może pomóc np. ludziom niewidomym, którzy muszą zastępować wzrok innymi sensorami, najczęściej dotykiem.
Układ działa, jako wzmacniacz sensoryczny, w tym przypadku dotykowo-dotykowy, tj. wzmacniający bodziec dotykowy i przekazujący go do użytkownika także w postaci zmysłu dotyku. Tego rodzaju sprzężenie nazywa się haptycznym (ze starogreckiego ἁπτικός haptikós, czyli „dotykalny” lub „dotykowy”). Przykładami interfejsów haptycznych, jakie nas otaczają, są np. telefony komórkowe, które mają funkcję wibrowania.
Opis układu
Układ składa się z dwóch zestawów czujników ugięcia (w sumie jest ich osiem, po cztery na stronę). Odbierają one informacje dotykowe wynikające ze zgięcia sensora, znajdującego się u podstawy naszego elektronicznego wibrysa, przy kontakcie z obiektami w bezpośrednim otoczeniu użytkownika systemu. Początkowa informacja o napięciu/rezystancji sensora mierzona przez każdy czujnik jest następnie przetwarzana na informację o kącie zgięcia sensorów. Te informacje są następnie konwertowane na wyjście proporcjonalne w postaci impulsów prostokątnych o modulowanej szerokości (PWM), które sterują natężeniem wibracji elementów haptycznych, umieszczonych na twarzy użytkownika. Elementy te tworzą tak zwany wyświetlacz haptyczny. Składa się on z macierzy silników prądu stałego z niecentrycznymi masami (niesymetryczne dyski na osiach), które wibrują, gdy silnik pracuje. Im kręci się szybciej, tym wibracje są bardziej intensywne.
Każdy czujnik ma własny mikrokontroler w postaci SparkFun ProMini 3,3 V/8 MHz, który wykonuje konwersję wartości i steruje efektorem haptycznym. W każdym ProMini działają dwie pętle (takie podejście było konieczne, aby złagodzić problemy z zakłóceniami EMI powodowanymi przez silnik). Jedna funkcja służy do pozyskiwania danych z wąsów, podczas gdy druga wysyła sygnał PWM do wyświetlacza haptycznego.
Dwa wyświetlacze wibracyjne dostarczają bodźców dotykowych na czoło użytkownika (lokalizacja efektorów może być inna, zależnie od preferencji). Każdy silnik umieszczony w każdym z dwóch wyświetlaczy jest połączony z własnym wąsem (ustawione są w tej samej orientacji, co wąsy na twarzy), i wibruje w taki sposób, aby odzwierciedlać kąt zgięcia wąsa. Intensywność wibracji jest proporcjonalna do kąta zgięcia wąsa. Dzięki zjawiskom substytucji/wzmacniania sensorycznego bardzo prawdopodobne jest to, że po pewnym okresie treningu każdy może rozszerzyć swój wcześniej istniejący aparat somatosensoryczny o sferę tych nowych wyrostków przypominających wąsy, tak jak robią to osoby niewidome wykorzystując substytucję sensoryczną dotykowo-wzrokową (np. przy użyciu laski). Używając tego modułu odpowiednio często jest nawet prawdopodobne, że kora somatosensoryczna – SS (pośrednicząca przy stymulacji receptorów skóry na czole) może z czasem rozwinąć nową „reprezentację wąsów” mieszczącą się gdzieś w tym obszarze mózgu. Ten rodzaj poszerzenia sensorycznego został już zaprezentowany w wielu badaniach (np. wzbogacanie sensoryczne dla niewidomych – wzmocnienie czuciowe poprzez dotyk za pomocą wyświetlacza wibracyjnego noszonego wokół talii).
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
