1 HapticsA. García-Alonso1 >> Haptics

2 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

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

4 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”

5 HapticsA. García-Alonso5 Haptic interface

6 HapticsA. García-Alonso6 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)

7 HapticsA. García-Alonso7 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)

8 HapticsA. García-Alonso8 Más conceptos Telehaptics Colaborative environments Cuerpos deformables –FEM (finite element method) –Mesh (muelle-amortiguador)

9 HapticsA. García-Alonso9 Aplicaciones Labein: montaje cooperativo, ciegos, etc CEIT : Revima, palanca de cambios universal NC : Madrid : laparoscopia¿? El Saddik …

10 HapticsA. García-Alonso10 Tactile : touch screen

11 HapticsA. García-Alonso11 Tactile

12 HapticsA. García-Alonso12 Tactile

13 HapticsA. García-Alonso13 Tactile

14 HapticsA. García-Alonso14 Body

15 HapticsA. García-Alonso15 Tactile Airborne Ultrasound Tactile Display

16 HapticsA. García-Alonso16 Tactile

17 HapticsA. García-Alonso17 Tactile

18 HapticsA. García-Alonso18 Tactile

19 App. Realidad VirtualA. García-Alonso19 Tactil : body

20 App. Realidad VirtualA. García-Alonso20 3 vs. 6 actuated dof Phantom

21 App. Realidad VirtualA. García-Alonso21 Large 3 actuated dof Compensar peso e inercia

22 App. Realidad VirtualA. García-Alonso22 Hand : finger interface

23 App. Realidad VirtualA. García-Alonso23 Hand : full interface

24 HapticsA. García-Alonso24 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. http://www.youtube.com/watch?v=e9hE5qJvw_w

25 App. Realidad VirtualA. García-Alonso25 Plataformas Treadport

26 App. Realidad VirtualA. García-Alonso26 Medicina

27 Examples of haptic applications (medicine)

28 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

29 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

30 Examples of haptic applications (design) CAD design Digital sculpture