HapticsA. García-Alonso1 >> Haptics << Haptic rendering LINK LINK

HapticsA. García-Alonso2 Haptic science Haptic: is the science of applying tactile, kinesthetic or both sensations to human interaction with computers. It refers to the ability of sensing and/or manipulating objects in a natural or synthetic environment through touch using a haptic interface. El Saddik (U. Ottawa) –Tactile (presure, temperature, pain) –Kinesthetic (motion, force, muscles) –Texture vibration –Haptic device // Haptic interface // Haptic rendering

HapticsA. García-Alonso3 Obtener experiencia Antes de teorizar : probar brevemente una aplicación háptica

HapticsA. García-Alonso4 Haptic interface : elementos básicos Recibir estado dofs del haptic device Haptic rendering –Determinar el estado : análisis de colisiones / penetración –Determinar la respuesta ( “Fuerzas para sacar la punta” ) Elástica ( posición ), damping ( velocidad, amortiguamiento, … ) Dureza, textura (rugosidad), etc. fuerzas (3dof) y momentos (3 dof adicionales) Dibujar –Pseudo dofs (importancia de la imagen) –“Recolocar la punta”

HapticsA. García-Alonso5 Haptic devices Tactile feedback (texture, vibration, temperature, pain?) –Finger, skin : point, body : array Force feedback –3/6 dof Traslación (punto) // Rigid body Actuados // solo feedback sensible –vibrac.- // sin actuar –Hand actuados, solo tensiones, vibración-guantes –Exoskeleton Plataformas Específicos para medical app. (luego)

App. Realidad VirtualA. García-Alonso6 3 vs. 6 actuated dof Phantom

App. Realidad VirtualA. García-Alonso7 Large 3 actuated dof Compensar peso e inercia

App. Realidad VirtualA. García-Alonso8 Hand : finger interface

App. Realidad VirtualA. García-Alonso9 Hand : full interface

Examples of haptic devices Sarcos haptic arm Ligth Exoskeleton (Immersion) Boeing using a phantom UN C Renault using a Haption Haptic Workstation (Immersion) P h a n t o m s

HapticsA. García-Alonso11 Hand Kevin Curran and Joan Condell from the Faculty of Computing and Engineering at the University of Ulster are working with Cork-based Tyndall to create a "data glove", which will measure hand stiffness and movement. It includes pressure rotation sensors on the thumb, single pressure sensors on each fingertip and bend sensors on the finger joints.

HapticsA. García-Alonso12 Tactile : touch screen

HapticsA. García-Alonso13 Tactile

HapticsA. García-Alonso14 Tactile

HapticsA. García-Alonso15 Tactile

HapticsA. García-Alonso16 Tactile Airborne Ultrasound Tactile Display

HapticsA. García-Alonso17 Body

App. Realidad VirtualA. García-Alonso18 Tactil : body

App. Realidad VirtualA. García-Alonso19 Plataformas Treadport

HapticsA. García-Alonso20 Aplicaciones Labein: montaje cooperativo, ciegos, etc CEIT : Revima, palanca de cambios universal NC : Madrid : laparoscopia¿? El Saddik …

Examples of haptic applications (design) CAD design Digital sculpture

App. Realidad VirtualA. García-Alonso22 Medicina

Examples of haptic applications (medicine)

Haptic system: bidirectional system –Read encoders –Write actuators Virtual reality multimodal system Force Velocity Force Velocity USER VIRTUAL ENVIRONMENT TOUCH Info sensors Info actuators AUDIO Sound VIDEO Image

HapticsA. García-Alonso25 Haptic interface : elementos básicos Recibir estado dofs del haptic device Haptic rendering –Determinar el estado : análisis de colisiones / penetración –Determinar la respuesta ( “Fuerzas para sacar la punta” ) Elástica ( posición ), damping ( velocidad, amortiguamiento, … ) Dureza, textura (rugosidad), etc. fuerzas (3dof) y momentos (3 dof adicionales) Dibujar –Pseudo dofs (importancia de la imagen) –“Recolocar la punta”

HapticsA. García-Alonso26 Haptic interface

HapticsA. García-Alonso27 Estabilidad haptica : 2 ciclos Ciclos análisis (30 o más Hz) Loop háptico (1000Hz) Teoría de control: problema de transiciones al llegar info del ciclo lento al rápido (evitar saltos)

HapticsA. García-Alonso28 Más conceptos Telehaptics Colaborative environments Cuerpos deformables –FEM (finite element method) –Mesh (muelle-amortiguador)