Um dos principais focos das nossas actividades de investigação é na área das comunicações hápticas. A verdadeira imersão num ambiente distante requer a capacidade de interagir fisicamente com objectos remotos e de entrar literalmente em contacto com outras pessoas. Tocar e manipular objetos remotamente torna-se possível se aumentarmos as comunicações audiovisuais tradicionais através da modalidade háptica. A comunicação háptica é um campo de pesquisa relativamente jovem que tem o potencial de revolucionar a interação homem-humano e homem-máquina.
Projetos/atividades recentes nesta área abordam por exemplo:
Codecs hápticos
Os principais objetivos são desenvolver abordagens eficientes de comunicação háptica sobre as redes de comunicação transacionais e emergentes, tais como a Internet Tátil e as redes 5G. Para isso, estudamos as características da rede, o modelo psicofísico da percepção háptica humana e a codificação perceptual dos sinais hápticos. Uma grande inovação acontece na intersecção destas áreas tradicionalmente independentes.
Teleoperação
Como uma aplicação típica das comunicações hápticas, a teleoperação bilateral com feedbacks hápticos é o nosso principal tema de estudo. O objetivo é desenvolver abordagens eficientes de comunicação háptica (informação cinestésica) para teleoperação retardada no tempo, garantindo ao mesmo tempo a estabilidade do sistema de teleoperação. Uma grande experiência em nosso grupo é a otimização conjunta dos codecs hápticos, esquemas de controle e recursos de rede para alcançar a melhor qualidade de teleoperação possível.
Planejamento de objetos deformáveis baseado em dados de nuvens de pontos e sensores táteis
Robôs inteligentes devem ser capazes de operar em ambientes não estruturados com vários objetos. Manipular objetos deformáveis é especialmente desafiador, uma vez que o contato muda durante a preensão. É ainda importante não danificar o objeto e evitar efeitos indesejados, tais como derramamento de conteúdo de um recipiente aberto causado pela deformação. Este projeto se concentra no planejamento e manipulação de objetos deformáveis. A postura ideal de agarrar é primeiramente determinada para objetos conhecidos, com base na deformação e análises de contato. Objetos desconhecidos são então reconhecidos com base em dados de nuvens de pontos e sensores táteis, de modo que eles possam ser capturados com as posturas ideais, seguidos por detecção de escorregamento e adaptações de captura. Os algoritmos podem ser aplicados em um ambiente doméstico ou em um cenário de teleoperação. Neste último caso, o operador especifica o objeto a ser manipulado e o teleoperador deve ser capaz de capturá-lo de forma autônoma, por causa da operação desafiadora devido ao atraso da rede. O objeto pode ser manipulado com segurança pelo operador posteriormente.
Classificação de superfície e parametrização de materiais
Informação visual e auditiva são predominantes nos sistemas multimídia modernos. A aquisição, armazenamento, transmissão e exibição destas modalidades atingiram um nível de qualidade que é tipicamente referido como de alta definição (HD) e mais além. Tecnologia HD similar para áudio também está disponível. Soluções técnicas que abordam o sentido do tato (também chamado de haptics), em contraste, ainda não atingiram o mesmo nível de sofisticação. No contexto da interacção háptica, as interacções cinestésicas e tácteis são normalmente consideradas separadamente, uma vez que estão envolvidos diferentes mecanismos perceptuais. Enquanto a modalidade cinestésica tem sido estudada extensivamente no contexto de sistemas de teleoperação, a análise, processamento e reprodução das impressões tácteis tem recebido, até agora, comparativamente pouca atenção. Isto é surpreendente dado o facto de nós, enquanto humanos, confiarmos fortemente na modalidade táctil para interagir com o nosso ambiente. Em uma aplicação de Realidade Virtual, por exemplo, uma intenção típica de um usuário é interagir fisicamente com os objetos na cena virtual e experimentar suas propriedades materiais e de superfície. Muitos desafios têm de ser superados antes que as soluções tácteis atinjam o mesmo nível de sofisticação que as soluções de vídeo ou áudio HD correspondentes. Com os recentes avanços em Realidade Virtual (RV), Realidade Aumentada (RA) e Telepresença, no entanto, o tema está ganhando rapidamente relevância e está se tornando uma tecnologia capacitadora para novos campos de aplicação, como E-Commerce com feedback tátil (T-Commerce) ou sistemas de RV táctil (T-VR).
Um importante pré-requisito para este objetivo está sendo pesquisado. Como uma câmera para capturar imagens sob várias condições de visualização, o Texplorer é conceitualmente projetado para obter propriedades tácteis dos objetos. As características que descrevem as principais dimensões perceptualmente relevantes são definidas para formar uma representação vectorial de um objecto. Além da classificação dos materiais, outros dados sensoriais podem ser usados para representar os materiais em um ambiente virtual, o que potencialmente permite o uso futuro para exibição de materiais em shopping centers virtuais ou lojas on-line.
Vemos duas grandes aplicações futuras para o resultado da nossa pesquisa conduzida. Primeiro, identificamos a necessidade de um sistema de baixo custo capaz de identificar materiais, semelhante a um sistema de recuperação de imagem baseado em conteúdo para identificação visual ou um motor de recuperação de áudio para identificação de conteúdo áudio. Em segundo lugar, os dados gravados e as características calculadas podem formar um modelo das propriedades da superfície do objeto. Isto é particularmente interessante nos próximos ambientes virtuais que irão fornecer experiência de toque ao lado de conteúdo visível e audível também.
Você pode encontrar o banco de dados LMT Haptic Texture Database aqui.