Тактильне керування: напрацювання досвіду. Передові тактильні та сенсорні технології Fallout 4 тактильний привід

65 нанометрів – наступна мета зеленоградського заводу «Ангстрем-Т», яка коштуватиме 300-350 мільйонів євро. Заявку на отримання пільгового кредиту під модернізацію технологій виробництва підприємство вже подало до Зовнішекономбанку (ВЕБ), повідомили цього тижня «Відомості» з посиланням на голову ради директорів заводу Леоніда Реймана. Зараз "Ангстрем-Т" готується запустити лінію виробництва мікросхем із топологією 90нм. Виплати за минулим кредитом ВЕБу, на який вона купувалась, розпочнуться в середині 2017 року.

Пекін обвалив Уолл-стріт

Ключові американські індекси відзначили перші дні Нового року рекордним падінням, мільярдер Джордж Сорос вже попередив про те, що світ чекає на повторення кризи 2008 року.

Перший російський споживчий процесор Baikal-T1 ціною $60 запускають у масове виробництво

Компанія "Байкал Електронікс" на початку 2016 року обіцяє запустити у промислове виробництво російський процесор Baikal-T1 вартістю близько $60. Пристрої матимуть попит, якщо цей попит створить держава, кажуть учасники ринку.

МТС та Ericsson будуть разом розробляти та впроваджувати 5G у Росії

ПАТ "Мобільні ТелеСистеми" та компанія Ericsson уклали угоди про співпрацю в галузі розробки та впровадження технології 5G у Росії. У пілотних проектах, зокрема під час ЧС-2018, МТС має намір протестувати розробки шведського вендора. На початку наступного року оператор розпочне діалог із Мінкомзв'язку з питань сформування технічних вимог до п'ятого покоління мобільного зв'язку.

Сергій Чемезов: Ростех уже входить до десятки найбільших машинобудівних корпорацій світу

Голова Ростеха Сергій Чемезов в інтерв'ю РБК відповів на гострі питання: про систему «Платон», проблеми та перспективи АВТОВАЗа, інтереси Держкорпорації у фармбізнесі, розповів про міжнародне співробітництво в умовах санкційного тиску, імпортозаміщення, реорганізації, стратегії розвитку та нових можливостях у складний час.

Ростех "загороджується" і робить замах на лаври Samsung і General Electric

Наглядова рада Ростеха затвердила "Стратегію розвитку до 2025 року". Основні завдання – збільшити частку високотехнологічної цивільної продукції та наздогнати General Electric та Samsung за ключовими фінансовими показниками.

Переважна частина людей спілкується з комп'ютерами за допомогою зору та слуху. Однак, у деяких випадках, найвідповіднішим почуттям став би дотик. Виробники у сфері комп'ютерних технологій визнають це та розширюють використання тактильних рішень.

Тактильний (від грецького слова, що означає "схопити" або "поторкати") відображає здатність обладнання давати на виході сигнал, який ми можемо відчувати завдяки дотику, а не бачити або чути. Тактильний сигнал – це зазвичай віддача чи вібрація. Наскільки сильна віддача? "Маленькі апарати видають 3-4 ньютони [від 300 до 400 грам], а деякі великі - більш ніж 30 Н", - стверджує Бен Лендон, спеціаліст з тактильного обладнання компанії SensAble Technologies Inc.

Застосування тактильних технологій

Можна виділити дві основні сфери застосування тактильних технологій: віртуальна реальність(у тому числі ігри та медичні тренінги) та віддалене управління(або телеуправління). Хоча найбільш очевидною можливістю використання тактильних технологій є комп'ютерні ігри, аналогічні проекти існують у промисловості. Наприклад, тактильні технології надають користувачам можливість помацати і відчути об'єкти комп'ютерного дизайну та проектування в системах САПР та подібних. Такі кошти надають зворотний зв'язок з програмним додатком, В якому ведеться проектування, а повністю електронне рульове управління та гальма цілком реалістично реагують на дії операторів або водіїв, позбавляючи масивних і складних прямих з'єднань або систем з підсилювачами.

"Рука" Omni виробництва компанії SensAble Technologies підтримує позиціонування з шістьма ступенями свободи та силовий зворотний зв'язок

Тактильні технології, які застосовуються в медицині, - це спосіб захистити пацієнта від лікарських помилок, вони забезпечують "віртуальний" тренінг для недосвідченого персоналу. Тактильні медичні тренувальні системи з вражаючою реалістичністю відтворюють відчуття занурення голки або перитонеоскопа і дозволяють бачити результати на екрані, а заразом і чути, як скаржиться пацієнт, якщо щось зроблено неправильно. Такі прилади можуть бути використані для проведення стоматологічних процедур та багато іншого.

"Існуючий сьогодні процес навчання лікарів супроводжується часткою ризику, - вважає Том Андерсон, президент компанії Novint Technologies. - Під час перших 50 процедур на живому пацієнті вони навчаються”. У Novint є епідуральний і дентальний імітатори, які отримали позитивні відгуки від користувачів. Майкл Левін, віце-президент і головний менеджер з промислових та ігрових технологій компанії Immersion Corp., повідомляє, що зараз використовуються близько 800 приладів його компанії, що імітують судинну систему, які дозволяють навчати студентів техніки введення голки крапельниці.

Тактильні технології також застосовують при розробці медичних імплантатів, зазначає Боб Стейнгарт, президент і директор з виробничих питань компанії SensAble Technologies Inc. Дані комп'ютерного томографа надходять як вокселів (тривимірних об'ємних пікселів). Устаткування SensAble використовує той самий формат. "Уявіть собі людину з діркою в черепі, - пояснює Стейнгарт. - Слід почати з моделі, отриманої за допомогою комп'ютерного або магнітно-резонансного томографа. Мета - отримати протез, який заповнить цей отвір. Використовуючи нашу систему вокселів та віртуальний наповнювач - модель черепа теж складатиметься з вокселів, — можна отримати дуже добре підігнану синтетичну частину тіла, і, головне, дуже швидко.

"Тактильні технології також можуть бути використані для покращення представлення даних, - зазначає Лендон (компанія SensAble), - що дає можливість користувачеві орієнтуватися в цілому море даних (наприклад, сейсмічне відображення скельних порід) за допомогою додаткових засобів сприйняття. У Вас є не тільки колір і час, але також силовий вплив, що допоможе визначити характер даних.

Кнопки, миші, джойстики

Можливо, найпростіший приклад тактильних технологій – це регулювальні ручки, на зразок тих, що використовуються для налаштування радіо. Оснастивши таку ручку двигуном і гальмом, можна досягти різних типівфіксації, упору та навіть амортизації. І всі ці характеристики можна змінювати за необхідності.

Тактильні миші підтримують віддачу або вібрацію, або те й інше як реакція програмного забезпеченняна дії користувача. Вони застосовуються в широкому спектрі завдань: від ігор до фізіотерапії, а зараз досліджується застосування тактильної миші як інструмент введення даних до комп'ютера для сліпих людей. При використанні тактильної миші виникає одна проблема. Вона полягає в тому, що миша повинна мати якісь засоби відстеження свого абсолютного становища; Тепер цього використовують осі чи нитки, пов'язані з основою.

Робототехніка навпаки: віртуальні маніпулятори

У віртуальному тривимірному світі тактильні технології відповідають "роботам навпаки". Робот дозволяє віртуальному світу(програмного забезпечення) маніпулювати реальними об'єктами. Тактильний прилад дозволяє людині маніпулювати віртуальними об'єктами та відчувати їх, якби вони були справжніми.

Сенсорний екран, обладнаний електромагнітними приводами

Наприклад, користувач може взятися за маніпулятор (деякі системи використовують рукавичку або кільце), з'єднаний із системою кронштейнів.

Тактильні прилади можуть мати три ступені свободи (3 СС), які дозволяють відчувати осі X, Y і Z, або 6 ступенів свободи (6 СС), які також чутливі до повороту і нахилу. Кількість ступенів свободи відображає кількість змінюваних параметрів. Система відчуває положення рукоятки та передає користувачеві відповідну віддачу та вібрацію за допомогою вбудованих двигунів та систем гальмування. Коли курсор зустрічає віртуальний об'єкт, оператор відчуває опір, який може бути жорстким (для твердого об'єкта), м'яким або еластичним. Якщо це необхідно, рукоятка може вібрувати, щоб імітувати, наприклад, відчуття людини, яка веде пером по нерівній поверхні. Тактильні рукавички можуть використовуватися у фізіотерапії, щоб допомогти пацієнтам, які перенесли серцевий напад, повернути сили та покращити функції організму.

Дослідники Японського технологічного університету міста Тоєхаші вивчали можливість застосування тактильних джойстиків для керування підйомними кранами з метою запобігання зіткненням. Деякі організації займаються розробкою тактильних систем зворотнього зв'язкудля хірургічних роботів (які насправді дистанційно управляються). Нанотехнологи намагаються інтегрувати тактильні прилади в скануючі електронні мікроскопи, щоб забезпечити почуття дотику при маніпуляції нано-об'єктами.

Сенсорні екрани із зворотним зв'язком

Нещодавно тактильні технології стали використовувати при виготовленні сенсорних екранів. Звичайні сенсорні екрани дозволяють оператору впливати на будь-яку точку поверхні екрану, а тактильні технології дають можливість це дійсно відчути. Натисніть кнопку, і ви відчуєте (а часто навіть почуєте) клацання. Віртуальні кнопки можуть бути будь-якого розміру або форми і знаходитися будь-де на екрані. Тип реакції на дотик також може відрізнятися.

У грудні 2005 року компанія Volkswagen AG отримала ліцензію використання тактильних технологій компанії Immersion в автомобільних панелях. Замість того, щоб просто відчувати тверду поверхню віртуальної контрольної панелі, водії відчувають, як кнопки утоплюються та відпускаються, зовсім як справжні кнопки та перемикачі. За словами Левіна, користувачі, яким пропонували вибір між сенсорними екранами з тактильним відгуком і без нього, виявляли велику перевагу тактильним варіантам, і якщо вони могли вибрати лише один варіант, вони обирали саме цей.

Почуття дотику можна відтворити кількома способами. Ймовірно, найпрямішим буде побудувати цілу низку рухливих контактних висновків на екрані так, що поверхня дійсно набуде бажаної форми. Хоча такий підхід і ефективний, він складний і дорогий. Простіший підхід - розташувати в кутах екрану електромагнітні приводи, які керуватимуть рухом зовнішньої поверхні сенсорного екрану (див. схему). Дослідження показали, що критичним параметром не відстань, а прискорення. Відповідно до стандарту асоціації NEMA, усунення може становити від 0,1 до 0,2 мм.

У той час як тактильні технології завойовують все більше визнання в іграх та тренувальних імітаторах, розширення галузі промислового застосування проходить повільніше. Одним із факторів, який сприятиме розширенню застосування цієї технології у промисловому обладнанні, є спрощення завдання інтеграції тактильних технологій в ітрерфейси.

Більшість компаній, що займаються тактильними технологіями, пропонують цілу низку програмних інтерфейсів(API) для різних сфер застосування цих технологій та іншого програмного забезпечення, що полегшує розробку. Immersion Corp працює над універсальним комплектом, що складається з невеликої круглої панелі, набору приводів та посібника з експлуатації. У панелі заздалегідь запрограмовані тактильні ефекти, будь-які інші можна додатково завантажити і зберегти на флеш-пам'яті. Компанія SensAble Technologies також пропонує різні тактильні засоби для обладнання.

Зниження вартості також спричинить збільшення попиту на тактильні технології. У нижньому ціновому діапазоні знаходиться модель Falcon компанії Novint з трьома ступенями свободи, яка продається за 150-200 $. Хоча цей прилад створений для повсякденного застосування, досвід показав, що деякі споживчі електронні товари проникають у промисловий та комерційний сектор практично без змін. І якщо вони виробляються і продаються в кількостях, характерних для роздрібного продажу, ціни можуть бути дуже привабливими. Що стосується надійності приладу, то, за словами Андерсона (компанії Novint), ця продукція "розрахована на те, що люди по ній стукатимуть, їм також захочеться, щоб вона працювала безперервно протягом тривалого часу, особливо, коли вони грають на ній у відеоігри".

Phantom Omni компанії SensAble - "рука" з шістьма ступенями свободи, прикріплена до основи, яка може розташовуватися на робочому столі - коштує близько 2400 $ разом з пакетом програмного забезпечення. Що стосується сенсорних екранів: доступні дисплеї Immersion розміром до 19", ціна пристрою тактильного зворотного зв'язку приблизно дорівнює ціні сенсорного екрану.

Хоча тактильні технології далеко не досконалі, вже ясно, що у них перспективне майбутнє в промисловій сфері. Хоча звичайні миші, швидше за все, не зникнуть, незважаючи на те, що компанія Novint назвала одну зі своїх моделей Falcon (Сокіл) на честь хижого птаха, що харчується мишами, може виявитися, що не тільки вони зможуть виконувати такі функції.

Ми розглянемо чотири компанії, що розвивають сенсорні технології, що мають пряме відношення до тактильного зв'язку та сенсорних дисплеїв.

Люди незмінні. Ми миттєво стаємо залежними від матері з моменту народження. У дитинстві ми відкриваємо собі світ з допомогою дотиків. Подорослішавши, ми торкаємося наших коханих, наших дітей, членів сім'ї та друзів, щоб виявити своє ставлення. Ми очікуємо чогось натомість, деякої форми зворотного зв'язку, який дасть нам зрозуміти, що повідомлення отримано.

Тим не менш, протягом багатьох років ми стали залежними від тактильних технологій, ми відчуваємо тактильний зворотний зв'язок через наші ігрові консолі, наші планшети та наші смартфони. Ця механічна відповідь робить гаджети трохи більш особистими, трохи розумнішими, ніж вони є насправді. Поточні та майбутні тактильні технології роблять наш зв'язок із гаджетами ще більш особистим, перетворюючи те, що вважалося науковою фантастикою, у повсякденне життя.

ЛабораторіїFujitsu

Першим тактильним рішенням розглянемо результат роботи лабораторії Fujitsu, яка використовує ультразвукові коливання передачі тактильних відчуттів, скорочуючи тертя між сенсорним дисплеємта пальцем користувача. Викликаючи надзвукову вібрацію на поверхні сенсорного екрану, технологія створює повітряний шар високого тиску між поверхнею екрана і кінчиком пальця користувача. Ця методика скорочує тертя, цим створюючи плаваючий ефект.

Імовірно, цей ефект швидко виснажуватиме батарею пристрою, але це не той випадок, коли лабораторія повідомляє, що розробила технологію з можливістю ефективного застосування в рамках мобільних пристроїв. Для «відчутності» тактильного зв'язку за технологією Fujitsu Labs створюються короткі цикли між високим та низьким коефіцієнтом тертя, у відповідь на інформацію про торкання пальцем панелі та відображення інформації на екрані.

Fujitsu та Fujitsu Laboratories продовжують розширювати діапазон тактильних рішень з метою комерціалізації у 2015 фінансовому році.

Vivitouch 4D Sound

Для цього рішення компанія використовує технологію електроактивних полімерів для друку електродів на надзвичайно тонкому шматочку полімерної плівки, винайденої компанією. Ця плівка, яка починає рух, коли подається струм, вставляється в модуль приводу, який у свою чергу з'єднується з гарнітурою з накладними навушниками. Плівка відповідає на звук у реальному часі, передаючи фізичне відчуття, яке можна відчути чутливими ділянками шкіри, що оточують вухо слухача.

Застосування цієї методики означає прискорений час відгуку з меншим споживанням потужності порівняно з традиційними технологіями зворотного зв'язку. Ця методика також означає, що фізичне відчуття повною мірою дозволяє передати звукова дія, без необхідності підвищення рівня гучності до того, що може пошкодити барабанну перетинку. Рішення також не надає абсолютно ніякого впливу на барабанну перетинку, використовує лише мінімальну кількість енергії батареї, не додає чутливої ​​ваги та працює безшумно, хоча рухається прямо поряд з вухом.

Vivitouch вже ліцензували цю технологію для Mad Catz та Ableplanet.

Технологія

Тактильний метод цієї компанії використовує спеціальний шар, який замінює верхній шар пристрою (скла, об'єктива) в оптичному відділенні планшета та відповідає товщині попереднього компонента планшета. Встановлений над датчиком дотику, запатентований «тактильний шар» використовує мікро флюїди, які є маленькими рідкими каналами, що поширюються по всьому шару. Ця рідина розширюватиметься у верхній полімерний шар для створення фізичних кнопок. Невеликий тактильний контролер підключений до тактильного шару та контролює стан кнопок.

Впровадження

Завдяки цій технології користувачі зможуть натискати або просто покласти пальці відпочити на рідкі кнопки так само, як вони роблять це з фізичними кнопками клавіатури, що підніме сенсорні технології на новий щабель. І коли кнопки відключені - наприклад, коли користувач закінчив введення URL-адреси веб-сайту - кнопки відступають назад в екран. Ви не знайдете жодних доказів їх існування, планшет матиме гладкий, безшовний та плоский сенсорний екранз повною областю перегляду.

Компанія вже ліцензувала цю технологію для деяких ОЕМ- та ODM-партнерів. Імена не розголошуються.

Immersion (Занурення)

Нарешті, ми маємо технологію Immersion's TouchSense, яка давно нам знайома, оскільки забезпечує тактильний зв'язок мобільних телефонів, автомобільних систем, ігрових, медичних та побутових електронних продуктів. Серія 3000 призначена для використання з одним тактильним приводом, серія 4000 для кількох тактильних приводів, а серія 5000 використовує п'єзо-привід для високої чіткості тактильного зв'язку. Ця компанія була заснована в 1993, працювала з Microsoft в 1997, щоб інтегрувати свою технологію в API DirectInput для DirectX 5.0.