人工触觉的现状和未来(5)_体育外围

石材雕刻机 | 2020-10-25
本文摘要:事实上,缺乏细致的触觉是系统在虚拟现实中对物体的识别和操作过程中沉浸感最重要的障碍,超过非常引人注目(图形化)的图形的虚拟世界的物体,看着你的手指附近,非常沮丧。但是,这明确提出了最重要的传感和控制挑战:在手与物体相似的情况下,预测用户想接触虚拟环境的方位,触觉设备根据需要定位自身,整形以获得希望的触觉体验6这种假触觉对系统可以用于适应摩擦力、刚性、尺寸、对重量的感觉。

人工触觉的现状和未来(5)5.关于建立触觉外观触觉体验的另一个观点是,它们应该是真实世界的外观,可以被人类自行探索,建立实时的动觉和皮肤对系统。理想情况下,这种触觉的外观感觉就像环境中的自然物体,可以给出形状、机械性能和表面纹理。根据传感器和执行元件的尺寸和重量的允许,这个理想是极其不能构筑的。

但是,在材料的特性和控制、感觉幻觉的结合中巧妙地使用,有几种方法处于成熟期,经常出现,产生了高度引人注目的外观表现。5.1 .插槽阵列修复外观的传统方法是控制二维阵列中放置的插槽的横向偏移。因为是线性致动器,所以该模式一般限于对2.5维形状触觉图像的每个“像素”接收线性致动器的物理销售,线性致动器可以上下移动,呈现2.5维形状。

各种技术方法应用于具有螺杆、旋转伺服系统、气动驱动器、形状记忆合金的直流电机的驱动。对许多这些显示器来说,许多致动器将著形状的控制主要需要的形状下采样到显示器的分辨率上,适当定位各元件的聪明的多电路机构是配置在双重矩形网格上的可弯曲的连杆在由沿着阵列的行和列排列的液压致动器构成的槽显示器中,致动器的数量不是与阵列的大小完全一致的多项式,而是线性地致动器的数量多,因此与更现实地减少接口的分辨率相比非常重要各针切取皮肤(忽略长时间偏移),但发生的突发事件场所可以感觉像长时间偏移。已经用于大型显示器(例如图6 ),正在检查交互技术和应用,重点是反对远程合作。

但是,插槽中使用的方法的形状依然允许其2.5维性质,根据这些驱动器的尺寸,一般是大型的台式机器。5.2 .可变形的壳体装置必须控制表面的形状,而不是用销的主体满足形状的体积。这是可变形壳体流形背后的想法。

致动

制作可变外壳的特别有前途的方法是硬件机器人常用的工作方法——空气。例如,气动硬件填充驱动器可以用单一的DoF展开简单的形状变化。粒子阻碍可作为控制机器人的段使用的刚性,以段为目标,允许运动和形状变化。

粒子堵塞和气压复合材料可以作为新的人机界面。名义上光滑的表面上有粒子阻塞单元的一组人或从下方产生的空气的压力,可以产生具有高效、生产性的几何学形状和机械性质的表面(图7 )。

5.3、星形摩擦表面鉴于表面的形状,我们如何控制那种感觉? 在插针阵列和可变形壳的示例中,必须控制表面的刚性。但是,纹理和摩擦在表现细微的表面上也是最重要的。近年来,这已经是通过调节表面摩擦构筑的,皮肤(一般是指尖)在表面滑动时,表面摩擦显示出有效变化的剪切力(图8a )。

这些显示器通过在低(超声波)频率下使板振动来改变人的手指和板的摩擦。板块振动时,手指和板块之间的摩擦力大于板块惯性时的摩擦力。振动频率(几十千赫兹)足够低,人们不需要听到或感觉到它们。为了测量手指识别的表面方位和速度,需要调节摩擦在表面上显示墙壁和纹理等。

调节摩擦的另一种方法是转移的静电力(图8b )。在这里,手指和表面之间的法线力是各不相同的静电力吸引力,静电力的强度足以感觉到垂直表面的方向,但不足以改变有效的摩擦显示出与墙壁和纹理相似。效果一般不如振动强,但静电具有不用于移动部件的优点。这些方法固有的东西需要用手指积极寻找表面,表面只要抵抗指尖的运动就能使系统能量成为力学。

有积极推开手指的方法。与以往的触觉装置一样,驱动器在手指下使板纵向移动的同时,摩擦力高,对手指施加力。纵向运动不会一直持续下去,所以打算使用超声波振动和静电技术来减少摩擦,通过将板块重新定位在完全的位置来重置系统,再次显示给手指。将来,这种效果有可能通过精巧的材料微观结构设计被动构建。

形状

6 .构建虚拟现实和增强现实的头戴式虚拟现实显示器和相关的移动跟踪和创造性虚拟现实内容的开发最近引起了为了触觉提高虚拟世界体验的质量和采访性的极大兴趣。事实上,缺乏细致的触觉是系统在虚拟现实中对物体的识别和操作过程中沉浸感最重要的障碍,超过非常引人注目(图形化)的图形的虚拟世界的物体,看着你的手指附近,非常沮丧。不。

虚拟现实的咒语被超越了。在这里,为了加强与虚拟世界的对话,正在摸索已经很好地使用或者开发的触觉相关的方法(图9 )。6.1 .遭遇型触觉设备需要遭遇类型的触觉设备生成物理环境,用户在他或她的手整体中探索。依靠用户,他们必须通过交接触觉来维持系统的中间设备。

上一节所述的活动表面属于这个类别,但是为了将遇到的触觉机器与虚拟现实无缝地构筑,需要很多作业。用于具备虚拟现实的遭遇型触觉机器的主要原因之一是人类用户看到的不是触觉机器,而是图形出现的环境。这意味着著触觉设备不需要具有细致的物理外观,必须在接触点正确地感觉到。

但是,这明确提出了最重要的传感和控制挑战:在手与物体相似的情况下,预测用户想接触虚拟环境的方位,触觉设备根据需要定位自身,整形以获得希望的触觉体验6 这种假触觉对系统可以用于适应摩擦力、刚性、尺寸、对重量的感觉。研究者还试图融合视觉触觉幻影和能动触觉反馈系统。视觉对系统的假触觉,强化皮肤的能动触觉在减少系统笨拙方面是有效的。

用于不能单点驱动的触觉装置的空间操作者强化了视觉触觉对系统,减少了旋转对准的感觉。相关人员为了影响对表面上的突起和其他特征的触觉感觉,强烈研究了使单一的物理脊变化为被动的形状。但是,这个空间还没有得到足够的搜索,特别是与遇到的类型的形状变化的界面的构建,可以允许很多类型的触觉搜索过程。

6.3 .触觉再定位触觉重定向融合了上述相遇型触觉设备和假触觉的概念。即使毛毡环境宽松,在虚拟环境中移动手的视觉反应看起来也像曲率。可以将这完全相同的效果用作表示角度的信息。

通过在本体感觉中利用视觉上的好处,为了视觉上的刺激,有必要高估头部的角位移,可以作为重定向行驶来利用(图9b )。最近,这种与视觉感觉手的位置的空间变形结合的效果被用于重定向和捕捉形状图元。


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