En stor del af vores forskningsaktiviteter er inden for haptisk kommunikation. Ægte fordybelse i et fjernt miljø kræver evnen til fysisk at interagere med fjerntliggende objekter og til bogstaveligt talt at komme i kontakt med andre mennesker. Det bliver muligt at røre ved og manipulere genstande på afstand, hvis vi udvider den traditionelle audiovisuelle kommunikation med den haptiske modalitet. Haptisk kommunikation er et relativt ungt forskningsområde, der har potentiale til at revolutionere interaktionen mellem mennesker og mennesker og mellem mennesker og maskiner.
Den seneste tids projekter/aktiviteter på dette område omhandler f.eks.:
Haptiske codecs
De vigtigste mål er at udvikle effektive haptiske kommunikationsmetoder over de traditionelle og nye kommunikationsnet, f.eks. det taktile internet og 5G-nettene. Med henblik herpå undersøger vi netværksegenskaberne, den psykofysiske model for den menneskelige haptiske perception og den perceptuelle kodning af haptiske signaler. En vigtig innovation sker i krydsfeltet mellem disse traditionelt uafhængige områder.
Teleoperation
Som en typisk anvendelse af haptisk kommunikation er bilateral teleoperation med haptisk feedback vores vigtigste undersøgelsesemne. Målet er at udvikle effektive haptiske (kinæstetiske oplysninger) kommunikationsmetoder til tidsforsinket teleoperation, samtidig med at stabilitet i teleoperationssystemet garanteres. En vigtig ekspertise i vores gruppe er at optimere de haptiske codecs, kontrolordninger og netværksressourcer i fællesskab for at opnå den bedst mulige teleoperationskvalitet.
Grebsplanlægning for deformerbare objekter baseret på punktsky-data og taktile sensorer
Intelligente robotter bør være i stand til at operere i ustrukturerede miljøer med forskellige objekter. Håndtering af deformerbare objekter er en særlig udfordring, da kontakten ændres under grebet. Det er desuden vigtigt ikke at beskadige objektet og undgå uønskede virkninger som f.eks. spild af indhold fra en åben beholder forårsaget af deformationen. Dette projekt fokuserer på planlægning af greb og manipulation af deformerbare objekter. Den optimale gribeholdning bestemmes først for kendte objekter på grundlag af deformations- og kontaktanalyser. Ukendte objekter genkendes derefter på grundlag af punktsky-data og taktile sensorer, således at de kan gribes med de optimale stillinger efterfulgt af slipdetektion og grebstilpasninger. Algoritmerne kan anvendes i et husholdningsmiljø eller i et teleoperationsscenarie. I sidstnævnte tilfælde angiver operatøren det objekt, der skal manipuleres, og teleoperatøren skal være i stand til at gribe det autonomt på grund af den udfordrende operation på grund af netværksforsinkelsen. Objektet kan efterfølgende sikkert manipuleres af operatøren.
Overfladeklassificering og parametrisering af materialer
Visuelle og auditive oplysninger er fremherskende i moderne multimediesystemer. Indsamling, lagring, transmission og visning af disse modaliteter har nået et kvalitetsniveau, som typisk betegnes som high definition (HD) og derover. Der findes også tilsvarende HD-teknologi til lyd. Tekniske løsninger til berøringssansen (også kaldet haptik) har derimod endnu ikke nået det samme sofistikerede niveau. I forbindelse med haptisk interaktion betragtes kinæstetisk og taktil interaktion typisk separat, da der er tale om forskellige perceptuelle mekanismer. Mens den kinæstetiske modalitet er blevet undersøgt indgående i forbindelse med teleoperationssystemer, har analyse, behandling og gengivelse af taktile berøringsindtryk indtil videre fået forholdsvis lidt opmærksomhed. Dette er overraskende i betragtning af, at vi mennesker i høj grad er afhængige af den taktile modalitet for at interagere med vores omgivelser. I en Virtual Reality-applikation er det f.eks. en typisk hensigt for en bruger at interagere fysisk med objekterne i den virtuelle scene og opleve deres materiale- og overfladeegenskaber. Der er mange udfordringer, der skal overvindes, før taktile løsninger vil nå samme sofistikerede niveau som tilsvarende HD-video- eller audioløsninger. Med de seneste fremskridt inden for Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) og Telepresence vinder emnet imidlertid hurtigt i relevans og er ved at blive en muliggørende teknologi for nye anvendelsesområder som e-handel med taktil feedback (T-Commerce) eller touch-augmented VR-systemer (T-VR).
En vigtig forudsætning for denne målsætning er ved at blive udforsket. Ligesom et kamera til optagelse af billeder under forskellige visningsbetingelser er Texplorer konceptuelt udformet til at opnå haptiske egenskaber ved objekter. Funktioner, der beskriver de vigtigste perceptuelt relevante dimensioner, defineres for at danne en funktionsvektorrepræsentation af et objekt. Ud over klassificeringen af materialer kan yderligere sensoriske data anvendes til at repræsentere materialerne i et virtuelt miljø, hvilket potentielt giver mulighed for fremtidig anvendelse til visning af materialer i virtuelle indkøbscentre eller online-butikker.
Vi ser to vigtige fremtidige anvendelser for resultatet af vores forskning. For det første identificerer vi behovet for et lavprissystem, der er i stand til at identificere materialer, svarende til et indholdsbaseret billedsøgningssystem til visuel eller en lydsøgningsmotor til identifikation af lydindhold. For det andet kan de registrerede data og de beregnede egenskaber danne en model af objektets overfladeegenskaber. Dette er især interessant i kommende virtuelle miljøer, der ud over synligt og hørbart indhold også vil give berøringsoplevelser.
Du kan finde LMT Haptic Texture Database her.