En viktig del av vår forskning är inriktad på haptisk kommunikation. För att verkligen kunna fördjupa sig i en avlägsen miljö krävs förmågan att fysiskt interagera med avlägsna objekt och att bokstavligen komma i kontakt med andra människor. Att röra vid och manipulera föremål på distans blir möjligt om vi utökar den traditionella audiovisuella kommunikationen med den haptiska modaliteten. Haptisk kommunikation är ett relativt ungt forskningsområde som har potential att revolutionera interaktionen mellan människa och människa och mellan människa och maskin.
Renoverade projekt/verksamheter inom detta område omfattar till exempel:
Haptiska codecs
De viktigaste målen är att utveckla effektiva haptiska kommunikationsmetoder för traditionella och nya kommunikationsnätverk, t.ex. det taktila Internet och 5G-näten. I detta syfte studerar vi nätverksegenskaperna, den psykofysiska modellen för mänsklig haptisk perception och den perceptuella kodningen av haptiska signaler. En viktig innovation sker i skärningspunkten mellan dessa traditionellt oberoende områden.
Teleoperation
Som en typisk tillämpning av haptisk kommunikation är bilateralt telearbete med haptisk återkoppling vårt huvudämne. Målet är att utveckla effektiva metoder för haptisk (kinestetisk information) kommunikation för tidsfördröjd teleoperation, samtidigt som teleoperationssystemets stabilitet garanteras. En viktig sakkunskap i vår grupp är att gemensamt optimera haptiska codecs, styrsystem och nätverksresurser för att uppnå bästa möjliga kvalitet på teleoperationen.
Greppplanering för deformerbara objekt baserat på punktmoln och taktila sensorer
Intelligenta robotar bör kunna arbeta i ostrukturerade miljöer med olika objekt. Att hantera deformerbara objekt är särskilt utmanande, eftersom kontakten förändras under greppet. Det är dessutom viktigt att inte skada objektet och att undvika oönskade effekter, t.ex. att innehållet i en öppen behållare spills ut på grund av deformationen. Det här projektet är inriktat på planering av grepp och hantering av deformerbara objekt. Den optimala greppställningen bestäms först för kända objekt på grundval av deformations- och kontaktanalyser. Okända objekt känns sedan igen baserat på data från punktmoln och taktila sensorer, så att de kan gripas med de optimala hållningarna följt av glidningsdetektering och gripanpassning. Algoritmerna kan tillämpas i en hushållsmiljö eller i ett scenario för teleoperationer. I det senare fallet anger operatören det objekt som ska manipuleras och teleoperatören bör kunna gripa det autonomt, på grund av den utmanande driften på grund av nätverksfördröjningen. Föremålet kan därefter säkert manipuleras av operatören.
Objektklassificering och parametrisering av material
Visuell och auditiv information är förhärskande i moderna multimediasystem. Förvärv, lagring, överföring och visning av dessa modaliteter har nått en kvalitetsnivå som vanligtvis kallas högupplöst (HD) och därutöver. Liknande HD-teknik för ljud finns också tillgänglig. Tekniska lösningar för beröringssinnet (även kallat haptik) har däremot ännu inte nått samma nivå av förfining. När det gäller haptisk interaktion betraktas kinestetisk och taktil interaktion vanligtvis separat, eftersom olika perceptuella mekanismer är inblandade. Medan den kinestetiska modaliteten har studerats ingående i samband med teleoperationssystem har analysen, bearbetningen och reproduktionen av taktila beröringsintryck hittills fått förhållandevis lite uppmärksamhet. Detta är förvånande med tanke på att vi människor i hög grad förlitar oss på den taktila modaliteten för att interagera med vår omgivning. I en Virtual Reality-applikation, till exempel, är en typisk avsikt för en användare att interagera fysiskt med objekten i den virtuella scenen och uppleva deras material- och ytegenskaper. Många utmaningar måste övervinnas innan taktila lösningar kommer att nå samma nivå av sofistikering som motsvarande HD-video- eller ljudlösningar. Med de senaste framstegen inom Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) och Telepresence, ökar dock ämnet snabbt i relevans och blir en möjliggörande teknik för nya tillämpningsområden, som e-handel med taktil återkoppling (T-Commerce) eller touch-augmented VR-system (T-VR).
En viktig förutsättning för detta mål håller på att utforskas. Liksom en kamera för att ta bilder under olika betraktningsförhållanden är Texplorer konceptuellt utformad för att få fram haptiska egenskaper hos objekt. Funktioner som beskriver viktiga perceptuellt relevanta dimensioner definieras för att bilda en funktionsvektorrepresentation av ett objekt. Utöver klassificeringen av material kan ytterligare sensoriska data användas för att representera materialen i en virtuell miljö, vilket kan möjliggöra framtida användning för att visa material i virtuella köpcentrum eller nätbutiker.
Vi ser två viktiga framtida tillämpningar för resultatet av vår forskning. För det första identifierar vi behovet av ett lågkostnadssystem som kan identifiera material, i likhet med ett innehållsbaserat bildsökningssystem för visuell identifiering eller en ljudåtervinningsmotor för identifiering av ljudinnehåll. För det andra kan de registrerade uppgifterna och de beräknade egenskaperna bilda en modell av objektets ytegenskaper. Detta är särskilt intressant i kommande virtuella miljöer som kommer att ge beröringsupplevelser vid sidan av synligt och hörbart innehåll.
Du hittar LMT:s haptiska texturdatabas här.