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El sistema REVEL sin guantes de Disney Research agrega texturas virtuales a objetos físicos

VR

Brian Dodson

14 de agosto de 2012

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El sistema REVEL de Disney aplica texturas virtuales a diferentes áreas de una tetera (Foto: Disney Research)

Al haber tenido éxito durante mucho tiempo con "talkies", Disney ha desarrollado una tecnología que podría permitir la creación de "feelies". Aunque está diseñado más para pantallas táctiles que para la pantalla plateada, el sistema REVEL desarrollado en Disney Research utiliza la electrovibración inversa para llevar computarizado control sobre el sentido del tacto, lo que permite a los programadores cambiar la sensación de las superficies y los objetos del mundo real sin necesidad de que los usuarios usen guantes especiales o dispositivos de retroalimentación de fuerza.

Un obstáculo para alcanzar la realidad aumentada inmersiva es que ciertos sentidos son difíciles de engañar para aceptar información virtual. El toque, en particular, tiene muchas facetas, cada una de las cuales debe ser engañada para experimentar una realidad virtual. Si aprietas una pelota de tenis virtual en tu mano, no solo debes sentir la masa y la compresibilidad de la pelota, sino también la textura de la superficie de la pelota.

Sentir las dos primeras propiedades se puede lograr simplemente proporcionando resistencia al movimiento de sus dedos, tal vez a través del exoesqueleto de un guante de realidad virtual (VR). Si aplica fuerza y ​​sus dedos descubren que un nivel de presión dado solo causa tanto movimiento, se reproduce la sensación de apretar una bola. Sin embargo, las texturas se sienten como un conjunto de toques de alta frecuencia y pequeña escala y son mucho más difíciles de reproducir.

Al mover su dedo sobre una hoja de papel de lija, por ejemplo, no solo siente la alta fricción de la superficie, sino que también siente el patrón cambiante de los granos abrasivos a medida que su dedo se mueve sobre la superficie. El tamaño del grano en papel de lija de 120 es aproximadamente 4 mils (0.1 mm), por lo que la sensación de sensación de rugosidad involucra señales sensoriales que tienen frecuencias desde unas pocas decenas de Hz a unos cientos de Hz. La pequeña escala de longitud física hace que la simulación de fuerza bruta sea extraordinariamente difícil: se requeriría un guante con una superficie interior literalmente pavimentada con miles de sensores y actuadores MEMS submilimétricos y su electrónica de control.

El circuito de inducción de textura del sistema REVEL (Foto: Disney Research)

Afortunadamente, los investigadores de Disney han descubierto un enfoque para engañar a nuestro sentido del tacto y hacerle creer que un objeto tiene una textura muy diferente de lo que realmente es. Se basa en la electrovibración inversa, una nueva técnica que crea la ilusión de una gama de texturas a medida que los dedos del usuario recorren una superficie, sin la necesidad de actuadores. Una señal eléctrica débil, que puede aplicarse imperceptiblemente en cualquier parte del cuerpo del usuario, crea un campo eléctrico oscilante alrededor de los dedos del usuario que es responsable de la retroalimentación táctil.

La configuración básica del sistema de inducción de textura REVEL (Foto: Disney Research)

El efecto de la electrovibración se informó por primera vez a principios de la década de 1950. Es una sensación que las personas a veces sienten cuando deslizan un dedo sobre una superficie metálica lisa de un aparato eléctrico sin conexión a tierra, como un modelo más antiguo de tostadora. Con la capa externa seca de la piel que sirve como aislante, una pequeña corriente alterna en la superficie del metal genera una fuerza atractiva entre la superficie y los tejidos del dedo. Ninguna corriente pasa realmente a través de la piel, pero el resultado es la percepción de que la superficie es gomosa.

Los investigadores de Disney descubrieron que se podía crear la misma sensación aplicando una pequeña corriente alterna en cualquier parte del cuerpo del usuario en lugar de la superficie: electrovibración inversa o REVEL. REVEL podría usarse para agregar retroalimentación táctil a los juegos, agregar la percepción de la textura a las imágenes proyectadas en superficies de cualquier tamaño y forma, proporcionar direcciones personalizadas en las paredes para personas con discapacidades visuales y mejorar otras aplicaciones de realidad aumentada. Al rastrear la posición del dedo con sensores externos, REVEL puede manipular la electrovibración inversa para que el usuario sienta golpes, bordes o cambios en la textura correspondientes a ubicaciones particulares en la superficie.

El sistema de inducción de textura REVEL de Disney puede proporcionar información táctil sobre objetos de museo sellados en vitrinas (Foto: Disney Research)

Las superficies a las que se aplicarán las texturas computarizadas deben recubrirse con un electrodo cubierto con aislante, o "revestimiento REVEL". Se pueden usar objetos de aluminio anodizado o pantallas táctiles capacitivas sin ninguna modificación, mientras que un revestimiento REVEL puede ser usado. fabricado en paredes u otras superficies utilizando materiales de estantería. Un método simple es recubrir una superficie con una pintura conductora y agregar una capa de pintura doméstica convencional como capa aislante.

REVEL está incrustado en una suela de zapato que hace contacto con el usuario y una pantalla táctil simultáneamente (Foto: Disney Research)

Las superficies también deben compartir una conexión a tierra eléctrica común con el generador de señales REVEL transportado en la persona que experimenta las texturas inducidas. Esto se puede lograr mediante una variedad de métodos, que incluyen sostener un bastón puesto a tierra que contiene el oscilador REVEL, tener una placa conductora y un oscilador REVEL en el zapato de una persona, y colocar un contacto REVEL junto a un objeto con textura inducida y tocar uno. en cada mano Para la realidad inmersiva, por supuesto, habrá muchos contactos íntimos que se pueden usar para conectar al usuario a un oscilador REVEL.

Se puede usar REVEL para mejorar en gran medida las ilustraciones al inducir texturas en la superficie o en una cubierta de vidrio (Foto: Disney Research)

Es probable que uno de los primeros usos de la tecnología REVEL sea una nueva forma de arte de representación, ya que es aplicable tanto a pinturas como a esculturas. El arte realista puede incluir texturas inducidas apropiadas para el sujeto, el arte impresionista puede incluir texturas que tengan alguna relación intencional con el sujeto y el arte revolucionario puede incluir texturas extremadamente discordantes para adaptarse a la visión del artista. Además de mejorar la experiencia del arte, la tecnología REVEL puede provocar un tipo de arte participativo, en el que el espectador puede cambiar las texturas inducidas, lo que resulta en una experiencia general más agradable que puede compartirse con otros, o arte público que recuerda Nuevas y populares texturas inducidas aportadas por los transeúntes.

Tanto la realidad inmersiva como las técnicas de realidad aumentada se encuentran en sus primeras etapas. Sin embargo, los componentes básicos de las tecnologías futuras están apareciendo rápidamente debido a los esfuerzos de equipos de investigadores con múltiples habilidades dedicados a este objetivo. Disney parece estar a la vanguardia de la tecnología háptica de próxima generación con REVEL uniéndose a Surround Haptics, un sistema de retroalimentación háptica que utiliza una cuadrícula de baja resolución de actuadores vibratorios para generar movimientos táctiles continuos y de alta resolución a través de una persona. piel.

El siguiente video de Disney Research ofrece una breve descripción del sistema REVEL.

Fuente: Disney Research

El sistema REVEL de Disney aplica texturas virtuales a diferentes áreas de una tetera (Foto: Disney Research)

La textura de las plumas se puede aplicar a las alas de esta ave de madera pintada (Foto: Disney Research)

La configuración básica del sistema de inducción de textura REVEL (Foto: Disney Research)

El circuito de inducción de textura del sistema REVEL (Foto: Disney Research)

El sistema de inducción de textura REVEL de Disney puede proporcionar información táctil sobre objetos de museo sellados en vitrinas (Foto: Disney Research)

El contacto entre el oscilador REVEL, la pantalla y el espectador se logra a través de los caminos de conducción de la silla (Foto: Disney Research)

REVEL está incrustado en una suela de zapato que hace contacto con el usuario y una pantalla táctil simultáneamente (Foto: Disney Research)

Una unidad REVEL conectada al asa de este paraguas hace contacto con la mano del espectador y muestra los electrodos en el suelo (Foto: Disney Research)

Tocar un contacto REVEL y el objeto en el que se van a inducir las texturas también funciona para pantallas (Foto: Disney Research)

Se puede usar REVEL para mejorar en gran medida las ilustraciones al inducir texturas en la superficie o en una cubierta de vidrio (Foto: Disney Research)

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