Производители компьютерной техники сосредоточились на совершенствовании дисплеев и аудиосистем, потому, что солидную часть информации человек принимает визуально либо на слух. В это же время тактильный канал связи остаётся фактически незадействованным. Вибрация джойстиков и игрового руля не в счёт. Исправить досадное упущение решили исследователи из Массачусетского технологического университета. Разрабатываемый ими “тактильный дисплей” может поменять представления о методах сотрудничества с компьютером.
Матрица для того чтобы “дисплея” способна задействовать бессчётные рецепторы кожи, площадь поверхности которой у взрослого человека образовывает около двух квадратных метров. Главные варианты крепления – на пояснице (корсет) и на запястье, в виде браслета.
Вибротактильный дисплей (фото: MIT)
Активные элементы “дисплея” в зависимости от сценария применения смогут быть представлены вибромоторами либо накожными электродами. Вариант с размещением на пояснице достаточно уникален. Пожалуй, ранее никто не пробовал подключить человека к компьютеру задом наперёд. Пользователи приобретают бесплатный массаж и профилактику утомляемости мышц поясницы, а игроки обучатся практически ощущать соперника спиной… либо тем местом, на которое решатся закрепить устройство.
Среднее количество рецепторов на различных участках поверхности тела резко отличается. Больше всего их на ладонях, языке и губах (как раз исходя из этого дети хватают всё руками и тянут в рот, познавая окружающий мир). Меньше их на подошвах и крайне мало на передней, задней и боковых поверхностях туловища. Дружно они образуют группу рецептивных полей, отражённую в соматосенсорной коре громадных полушарий головного мозга. Неспециализированную картину довольно часто воображают в виде сенсорного гомункулуса, у которого размеры различных анатомических областей пропорциональны числу рецепторов в них.
Соматосенсорный гомункулус (изображение: e-neurocapitalhumano.org)
Низкая плотность размещения тактильных рецепторов на пояснице компенсируется громадной площадью и легкодоступностью данной области. Вибромоторчики либо накожные электроды возможно сделать относительно большими, а корсет с ними не будет мешать двигаться и легко скроется под одеждой.
Научный сотрудник отдела приборостроения в Массачусетском технологическом университете Линетт Джонс (Lynette Jones) в качестве главного применения данной разработки видит совокупности навигации с тактильной обратной связью. В отличие от классических вариантов, они не будут отвлекать водителя, поскольку не требуют наблюдать на экран и не надоедают голосовыми подсказками. Их работу по большому счету не видно со стороны, а для пассажира останется тайной, как шофер так умело ориентируется в незнакомом месте. Ранее более несложный вариант в виде вибронасадок на руль был предложен исследователями из университета штата Юта.
Вибронакладки на руль для тактильного восприятия информации водителем (фото: utah.edu)
Упрощённый вариант таковой навигации с тактильными подсказками безо всякой электроники возможно было замечать ранее на военных учениях. Наспех обученному водителю в БМП и БТР очень не легко ориентироваться из-за ограниченной видимости. Исходя из этого ему на плечи ставил ноги сослуживец, выглядывавший из люка. В то время, когда нужно было развернуть направо, он просто пинал водителя правой ногой тем посильнее, чем резче требовался поворот. Если сравнивать с GPS-навигатором его голосовые подсказки отличались необыкновенной своевременностью и выразительностью.
Кроме поворотов водителю требуется информировать и другую данные, для кодирования которой “тактильной азбукой” потребуется более двух источников сигнала. Одним из ранее реализованных вариантов стал тактический пояс оператора-робота, разрешающий “ощущать” его за счёт восьми вибромоторов.
Тактический пояс оператора-робота (фото: Worcester Polytechnic Institute)
Для изучения оптимальной схемы размещения активных элементов Линетт Джонс сделала пара вариантов из массива акселерометров и вибромоторчиков от мобильных телефонов. Они закреплялись на пояснице, предплечьях и бёдрах на различном расстоянии.
На протяжении опыта испытуемым предлагалось указать, от какого именно количества источников и где как раз они ощущают действие. Согласно этой информации оценивалось, как прекрасно люди способны распознавать правильную локализацию и каково оптимальное число активных элементов.
Самый совершенно верно при опробованиях указывалась вибрация краевых моторчиков, а область запястья предсказуемо была самой чувствительной. Согласно данным от акселерометров, вибрация кожи затухала в радиусе восьми миллиметров от территории действия, но сами испытуемые довольно часто чувствовали её в три раза дальше.
Это показывает, что уменьшать габариты устройства ненужно. В случае если между двумя тактильными импульсами будет менее двух с половиной сантиметров, то большая часть пользователей будут ошибаться при определении их локализации.
Кроме плотности размещения рецепторов чёрта “тактильного дисплея” ограничивает демпфирующая свойство кожи, зависящая в основном от количества подкожной жировой клетчатки. В районе предплечий её выраженность в большинстве случаев минимальна, исходя из этого браслеты продемонстрировали в целом более высокие результаты.
Несложный вариант в виде двух браслетов уже даёт как минимум четыре точки действия – на внутренней и внешней стороне запястья. Добавьте к этому вибрацию с различной силой и частотой, и окажется необычная совокупность кодирования. Подобные разработки ранее проводились в Германии.
Прототип вибротактильных перчаток (фото: University Duisburg-Essen)
При подключении “тактильного дисплея” к смартфону по Bluetooth упрощается как его применение, так и пеший туризм. К примеру, направление на выбранный объект легко задавать, легко меняя уровень сигнала на двух руках. Параллельно появляется возможность более гибко оповещать о входящих сообщениях и звонках. Вы ставите личные мелодии на любой контакт либо группу? Сейчас то же самое возможно будет делать и с вибрацией.
Согласно точки зрения доктора психологических наук из университета Карнеги-Меллона Роберты Клацки (Roberta Klatzky), работа Линетт имеет шансы на развитие целой совокупности тактильной азбуки, которая станет хорошим дополнением к шрифту Брайля для слепых людей. В будущем носимые “тактильные дисплеи” легко приспособить для применения как с большинством устройств, так и в паре с бионическими глазами.