Pele sintética de Realidade Virtual sem fio ultrafino para fornecer uma experiência de toque vívida e personalizada no mundo virtual

Em um cenário AR, um mouse virtual salta para frente e descansa brevemente em cada ponto da mão

TX, 15/12/2022 

Aprimorar a experiência virtual com a sensação de toque tornou-se um tópico importante, mas os dispositivos hápticos de hoje permanecem tipicamente volumosos e emaranhados com fios. Uma equipe liderada pelos pesquisadores da Universidade da Cidade de Hong Kong (CityU) desenvolveu recentemente um sistema avançado de interface háptica sem fio, chamado WeTac, usado na mão, que possui recursos macios e ultrafinos e coleta dados personalizados de sensação tátil para fornecer um toque vívido experiência no metaverso.

O sistema tem potencial de aplicação em jogos, esportes e treinamento de habilidades, atividades sociais e controles robóticos remotos. "O feedback de toque tem um grande potencial, juntamente com informações visuais e auditivas, em realidade virtual (VR), por isso continuamos tentando tornar a interface háptica mais fina, suave, compacta e sem fio, para que pudesse ser usada livremente na mão, como uma segunda pele", disse o Dr. Yu Xinge, professor associado do Departamento de Engenharia Biomédica (BME) da CityU, que liderou a pesquisa.

Juntamente com o professor Li Wenjung, professor titular do Departamento de Engenharia Mecânica (MNE), Dr. Wang Lidai, professor associado do Departamento de Engenharia Biomédica (BME) e outros colaboradores, a equipe do Dr. Yu desenvolveu o WeTac, um ultraflexível sistema VR de pele integrado e sem fio. Os resultados da pesquisa foram publicados na Nature Machine Intelligence.

Patch de mão leve, sem fio e usável em vez de luvas volumosas

As luvas hápticas existentes dependem principalmente de bombas volumosas e dutos de ar, alimentados e controlados por um monte de fios e cabos, que dificultam severamente a experiência imersiva de usuários de VR e realidade aumentada (AR). O recém-desenvolvido WeTac supera essas deficiências com seu sistema eletrotátil sem fio macio, ultrafino e integrado à pele.

O sistema compreende duas partes: uma unidade de driver suave miniaturizada, anexada ao antebraço como um painel de controle, e um eletrodo manual à base de hidrogel como uma interface háptica.

A unidade de driver inteira pesa apenas 19,2 g e é pequena (5 cm x 5 cm x 2,1 mm) o suficiente para ser montada no braço. Ele usa comunicação sem fio Bluetooth de baixa energia (BLE) e uma pequena bateria recarregável de íons de lítio. O patch de mão tem apenas 220 µm a 1 mm de espessura, com eletrodos na palma da mão. Apresenta grande flexibilidade e garante um feedback eficaz em várias poses e gestos.

O dispositivo de alta densidade de pixels oferece uma experiência personalizada

"A estimulação eletrotátil é um bom método para fornecer toque virtual eficaz para os usuários", explicou o Dr. Yu. "No entanto, como os indivíduos têm sensibilidades diferentes, a mesma força de feedback pode ser sentida de forma diferente nas mãos de diferentes usuários. Portanto, precisamos personalizar os parâmetros de feedback de acordo para fornecer uma ferramenta universal para todos os usuários para eliminar outro grande gargalo na tecnologia háptica atual."

O recurso ultramacio do WeTac permite que as correntes limite sejam facilmente mapeadas para usuários individuais determinarem os parâmetros otimizados para cada parte da mão. Com base nos dados de limite personalizados, o feedback eletrotátil pode ser fornecido a qualquer parte da mão sob demanda em uma faixa de intensidade adequada para evitar causar dor ou ficar fraco demais para ser sentido. Dessa forma, informações táteis virtuais, incluindo sequências espaciais e temporais, podem ser reproduzidas fielmente em toda a mão.

Os patches WeTac são usados ​​nas mãos para fornecer padrões de feedback espaço-temporais programáveis, com 32 pixels de estimulação eletrotátil na palma da mão, em vez de apenas nas pontas dos dedos. A distância média de centro a centro entre os eletrodos é de cerca de 13 mm, proporcionando ampla cobertura em toda a mão.

O dispositivo possui várias medidas de segurança integradas para proteger os usuários contra choque elétrico e a temperatura do dispositivo é mantida em uma faixa relativamente baixa de 27 a 35,5°C para evitar qualquer desconforto térmico durante a operação contínua.

Ampla gama de aplicações potenciais

O WeTac foi integrado com sucesso em cenários VR e AR e sincronizado com mãos robóticas por meio da comunicação BLE. Com o tamanho em miniatura, o formato vestível e sem fio e a estratégia de feedback orientada para a sensibilidade, o WeTac torna o feedback tátil na mão muito mais fácil e amigável. Os usuários podem sentir objetos virtuais em diferentes cenários, como pegar uma bola de tênis em treinos esportivos, tocar um cacto ou sentir um ratinho correndo pela mão em atividades sociais, jogos virtuais, etc.

"Acreditamos que esta é uma ferramenta poderosa para fornecer toque virtual e é inspiradora para o desenvolvimento do metaverso, interface homem-máquina (HMI) e outros campos", disse o Dr. Yu.

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Fonte:https://techxplore.com/news/2022-12-wireless-ultrathin-skin-vr-vivid.html