Un obiectiv major al activităților noastre de cercetare este în domeniul comunicării haptice. Adevărata imersiune într-un mediu îndepărtat necesită capacitatea de a interacționa fizic cu obiecte aflate la distanță și de a intra literalmente în contact cu alte persoane. Atingerea și manipularea obiectelor de la distanță devine posibilă dacă mărim comunicațiile audio-vizuale tradiționale prin modalitatea haptică. Comunicațiile haptice sunt un domeniu de cercetare relativ tânăr, care are potențialul de a revoluționa interacțiunea om-om și om-mașină.

Proiecte/activități recente în acest domeniu abordează, de exemplu:

Codecs haptice

Principalele obiective sunt dezvoltarea unor abordări eficiente de comunicare haptică prin intermediul rețelelor de comunicare trandiționale și emergente, cum ar fi Internetul tactil și rețelele 5G. În acest scop, studiem caracteristicile rețelei, modelul psihofizic al percepției haptice umane și codificarea perceptivă a semnalelor haptice. O inovație majoră are loc la intersecția acestor domenii în mod tradițional independente.

Teleoperare

Ca o aplicație tipică a comunicațiilor haptice, teleoperarea bilaterală cu feedback haptic este subiectul nostru principal de studiu. Scopul este de a dezvolta abordări eficiente de comunicare haptică (informații kinestezice) pentru teleoperarea cu întârziere în timp, garantând în același timp stabilitatea sistemului de teleoperare. O expertiză majoră în grupul nostru este optimizarea în comun a codecurilor haptice, a schemelor de control și a resurselor de rețea pentru a obține cea mai bună calitate posibilă a teleoperării.

Planificarea apucării obiectelor deformabile pe baza datelor din norul de puncte și a senzorilor tactili

Roboții inteligenți ar trebui să fie capabili să opereze în medii nestructurate cu diverse obiecte. Manipularea obiectelor deformabile este deosebit de dificilă, deoarece contactul se modifică în timpul apucării. În plus, este important să nu se deterioreze obiectul și să se evite efectele nedorite, cum ar fi vărsarea conținutului unui recipient deschis, cauzată de deformare. Acest proiect se concentrează pe planificarea apucării și manipularea obiectelor deformabile. Poziția optimă de prindere este mai întâi determinată pentru obiecte cunoscute pe baza analizelor de deformare și de contact. Obiectele necunoscute sunt apoi recunoscute pe baza datelor din norul de puncte și a senzorilor tactili, astfel încât acestea să poată fi apucate cu posturile optime, urmate de detectarea alunecării și adaptarea apucării. Algoritmii pot fi aplicați într-un mediu casnic sau într-un scenariu de teleoperare. În acest din urmă caz, operatorul specifică obiectul care urmează să fie manipulat, iar teleoperatorul ar trebui să fie capabil să îl apuce în mod autonom, din cauza funcționării dificile din cauza întârzierii rețelei. Ulterior, obiectul poate fi manipulat în siguranță de către operator.

Clasificarea suprafețelor și parametrizarea materialelor

Informațiile vizuale și auditive sunt predominante în sistemele multimedia moderne. Achiziționarea, stocarea, transmiterea și afișarea acestor modalități au atins un nivel de calitate care este denumit în mod obișnuit de înaltă definiție (HD) și chiar mai mult. O tehnologie HD similară este disponibilă și pentru audio. În schimb, soluțiile tehnice care abordează simțul tactil (denumit și haptică) nu au atins încă același nivel de sofisticare. În contextul interacțiunii haptice, interacțiunile kinestezice și tactile sunt, de obicei, considerate separat, deoarece sunt implicate mecanisme perceptive diferite. În timp ce modalitatea kinestezică a fost studiată pe larg în contextul sistemelor de teleoperare, analiza, procesarea și reproducerea impresiilor tactile a primit relativ puțină atenție până în prezent. Acest lucru este surprinzător, având în vedere faptul că noi, ca oameni, ne bazăm foarte mult pe modalitatea tactilă pentru a interacționa cu mediul înconjurător. Într-o aplicație de realitate virtuală, de exemplu, o intenție tipică a unui utilizator este aceea de a interacționa fizic cu obiectele din scena virtuală și de a experimenta proprietățile materiale și de suprafață ale acestora. Trebuie depășite multe provocări înainte ca soluțiile tactile să atingă același nivel de sofisticare ca și soluțiile video sau audio HD corespunzătoare. Cu toate acestea, odată cu progresele recente în realitatea virtuală (VR), realitatea augmentată (AR) și teleprezența, subiectul capătă rapid relevanță și devine o tehnologie generatoare pentru noi domenii de aplicare, cum ar fi comerțul electronic cu feedback tactil (T-Commerce) sau sistemele VR augmentate prin atingere (T-VR).

Se cercetează o condiție prealabilă importantă a acestui obiectiv. La fel ca un aparat de fotografiat pentru captarea de imagini în diferite condiții de vizualizare, Texplorer este conceput conceptual pentru a obține proprietăți haptice ale obiectelor. Caracteristicile care descriu principalele dimensiuni relevante din punct de vedere perceptiv sunt definite pentru a forma o reprezentare vectorială a caracteristicilor unui obiect. Dincolo de clasificarea materialelor, alte date senzoriale pot fi utilizate pentru a reprezenta materialele într-un mediu virtual, ceea ce permite, potențial, utilizarea viitoare pentru afișarea materialelor în centre comerciale virtuale sau magazine online.

Vezi două aplicații viitoare majore pentru rezultatul cercetării noastre efectuate. În primul rând, identificăm necesitatea unui sistem low-cost capabil să identifice materialele, similar unui sistem de recuperare a imaginilor bazat pe conținut pentru materiale vizuale sau unui motor de recuperare audio pentru identificarea conținutului audio. În al doilea rând, datele înregistrate și caracteristicile calculate pot forma un model al proprietăților suprafeței obiectului. Acest lucru este deosebit de interesant în mediile virtuale viitoare care vor oferi o experiență tactilă pe lângă conținutul vizibil și audibil, de asemenea.

Puteți găsi baza de date LMT Haptic Texture Database aici.

.