Мы рассмотрим четыре компании, развивающие сенсорные технологии, имеющие прямое отношение к тактильной связи и сенсорным дисплеям.
Люди неизменны. Мы мгновенно становимся зависимы от матери с момента рождения. В детстве мы открываем для себя мир с помощью прикосновений. Повзрослев, мы касаемся наших любимых, наших детей, членов семьи и друзей, чтобы проявить своё отношение. Мы ожидаем чего-то взамен, некоторой формы обратной связи, которая даст нам понять, что сообщение получено.
Тем не менее, на протяжении многих лет мы стали зависимы от тактильных технологий, мы испытываем тактильную обратную связь через наши игровые консоли, наши планшеты и наши смартфоны. Этот механический ответ делает гаджеты чуть более личными, немного умнее, чем они есть на самом деле. Текущие и будущие тактильные технологии делают нашу связь с гаджетами ещё более личной, превращая то, что считалось научной фантастикой, в повседневную жизнь.
Лаборатории Fujitsu
Первым тактильным решением рассмотрим результат работы лаборатории Fujitsu, которая использует ультразвуковые колебания для передачи тактильных ощущений, сокращая трение между сенсорным дисплеем и пальцем пользователя. Вызывая сверхзвуковую вибрацию на поверхности сенсорного экрана, технология создает слой воздуха высокого давления между поверхностью экрана и кончиком пальца пользователя. Эта методика сокращает трение, тем самым создавая плавающий эффект.
Предположительно, данный эффект будет быстро истощать батарею устройства, но это не тот случай, когда лаборатория сообщает, что разработала технологию с возможностью эффективного применения в рамках мобильных устройств. Для «осязаемости» тактильной связи по технологии Fujitsu Labs, создаются короткие циклы между высоким и низким коэффициентом трения, в ответ на информацию о касании пальцем панели и отображения информации на экране.
Fujitsu и Fujitsu Laboratories продолжают расширять диапазон тактильных решений, с целью коммерциализации в 2015 финансовом году.
Vivitouch 4D Sound
Для этого решения, компания использует технологию электроактивных полимеров для печати электродов на чрезвычайно тонком кусочке полимерной пленки, изобретенной компанией. Эта пленка, которая начинает движение, когда подается ток, вставляется в модуль привода, который, в свою очередь, соединяется с гарнитурой с накладными наушниками. Пленка отвечает на звук в реальном времени, передавая физическое ощущение, которое можно почувствовать чувствительными участками кожи, окружающими ухо слушателя.
Применение этой методики означает ускоренное время отклика с меньшим потреблением мощности, в сравнении с традиционными технологиями обратной связи. Эта методика также означает, что физическое ощущение в полной мере позволяет передать звуковое действие, без необходимости повышения уровня громкости до того, который может повредить барабанную перепонку. Решение также не оказывает абсолютно никакого влияния на барабанную перепонку, использует только минимальное количество энергии батареи, не добавляет чувствительного веса и работает бесшумно, хотя движется прямо рядом с ухом.
Vivitouch уже лицензировали эту технологию для Mad Catz и Ableplanet.
Технология
Тактильный метод этой компании использует специальный слой, который заменяет верхний слой устройства (стекла, объектива) в оптическом отделении планшета, и соответствует толщине предыдущего компонента планшета. Установленный над датчиком прикосновения, запатентованный «тактильный слой» использует микро флюиды, которые представляют собой маленькие жидкие каналы, распространяющиеся по всему слою. Эта жидкость будет расширяться в верхний полимерный слой для создания физических кнопок. Небольшой тактильный контроллер подключен к тактильному слою и контролирует состояние кнопок.
Внедрение
Благодаря этой технологии, пользователи смогут нажимать или просто положить пальцы отдохнуть на жидкие кнопки так же, как они делают это с физическими кнопками клавиатуры, что поднимет сенсорные технологии на новую ступень. И когда кнопки отключены — например, когда пользователь закончил ввод URL web-сайта — кнопки отступают обратно в экран. Вы не найдете никаких доказательств их существования, планшет будет иметь гладкий, бесшовный и плоский сенсорный экран с полной областью просмотра.
Компания уже лицензировала эту технологию для некоторых ОЕМ- и ODM-партнеров. Имена не разглашаются.
Immersion (Погружение)
Наконец, у нас есть технология Immersion’s TouchSense, которая давно нам знакома, поскольку обеспечивает тактильную связь мобильных телефонов, автомобильных систем, игровых, медицинских и бытовых электронных продуктов. Серия 3000 предназначена для использования с одним тактильным приводом, серия 4000 для нескольких тактильных приводов, а 5000 серия использует пьезо-привод для высокой четкости тактильной связи. Эта компания была основана в 1993 году, работала с Microsoft в 1997 году, чтобы интегрировать свою технологию в API DirectInput для DirectX 5.0.
Подавляющая часть людей общается с компьютерами при помощи зрения и слуха. Однако, в некоторых случаях, самым подходящим чувством стало бы осязание. Производители в сфере компьютерных технологий признают это и расширяют использование тактильных решений.
Тактильный (от греческого слова, означающего "схватить" или "потрогать") отражает способность оборудования давать на выходе сигнал, который мы можем чувствовать, благодаря осязанию, а не видеть или слышать. Тактильный сигнал — это обычно отдача или вибрация. Насколько сильная отдача? "Маленькие аппараты выдают 3-4 ньютона [от 300 до 400 грамм], а некоторые большие — более, чем 30 Н ”, — утверждает Бен Лэндон, специалист по тактильному оборудованию компании SensAble Technologies Inc.
Применение тактильных технологий
Можно выделить две основные сферы применения тактильных технологий: виртуальная реальность (в том числе игры и медицинские тренинги) и удаленное управление (или телеуправление). Хотя самой очевидной возможностью использования тактильных технологий являются компьютерные игры, аналогичные проекты существуют и в промышленности. Например, тактильные технологии предоставляют пользователям возможность потрогать и почувствовать объекты компьютерного дизайна и проектирования в системах САПР и подобных. Такие средства предоставляют обратную связь с программным приложением, в котором ведется проектирование, а полностью электронное рулевое управление и тормоза вполне реалистично реагируют на действия операторов или водителей, избавляя от массивных и сложных прямых соединений или систем с усилителями.
"Рука" Omni производства компании SensAble Technologies поддерживает позиционирование с шестью степенями свободы и силовую обратную связь
Тактильные технологии, применяемые в медицине, — это способ защитить пациента от врачебных ошибок, они обеспечивают "виртуальный" тренинг для неопытного персонала. Тактильные медицинские тренировочные системы с поражающей реалистичностью воспроизводят ощущение погружения иглы или перитонеоскопа и позволяют видеть результаты на экране, а заодно и слышать, как жалуется пациент, если что-то сделано неправильно. Такие приборы могут быть использованы для проведения стоматологических процедур и многого другого.
"Существующий сегодня процесс обучения врачей сопровождается долей риска, — считает Том Андерсон, президент компании Novint Technologies. — Во время первых 50 процедур на живом пациенте, они учатся”. В Novint есть эпидуральный и дентальный имитаторы, которые получили положительные отзывы от пользователей. Майкл Левин, вице-президент и главный менеджер по промышленным и игровым технологиям компании Immersion Corp., сообщает, что сейчас используются около 800 приборов его компании, имитирующих сосудистую систему. Они позволяют обучать студентов технике введения иглы капельницы.
Тактильные технологии также находят применение при разработке медицинских имплантатов, отмечает Боб Стейнгарт, президент и директор по производственным вопросам компании SensAble Technologies Inc. Данные компьютерного томографа поступают в виде вокселов (трехмерных объемных пикселов). Оборудование SensAble использует тот же формат. "Представьте себе человека с дыркой в черепе, — объясняет Стейнгарт. — Следует начать с модели, полученной при помощи компьютерного или магнитно-резонансного томографа. Цель — получить протез, который заполнит это отверстие. Используя нашу систему вокселов и виртуальный наполнитель — модель черепа тоже будет состоять из вокселов, — можно получить очень хорошо подогнанную синтетическую часть тела, и, главное, очень быстро. Выходные данные обычно подаются на прибор, который быстро создает прототип, а в некоторых случаях — на фрезерный станок".
"Тактильные технологии также могут быть использованы для улучшения представления данных, — отмечает Лэндон (комапния SensAble), — что дает возможность пользователю ориентироваться в целом море данных (например, сейсмическое отображение скальных пород) при помощи дополнительных средств восприятия. У Вас есть не только цвет и время, но также силовое воздействие, что поможет вам определить характер данных".
Кнопки, мыши, джойстики
Возможно, самый простой пример тактильных технологий — это регулировочные ручки, наподобие тех, которые используются для настройки радио. Оснастив такую ручку двигателем и тормозом, можно добиться различных типов фиксации, упора и даже амортизации. И все эти характеристики можно изменять по мере необходимости.
Тактильные мыши поддерживают отдачу или вибрацию, или и то и другое в качестве реакции программного обеспечения на действия пользователя. Они применяются в широком спектре задач: от игр до физиотерапии, а сейчас исследуется применение тактильной мыши в качестве инструмента ввода данных в компьютер для слепых людей. При использовании тактильной мыши возникает одна проблема. Она заключается в том, что мышь должна иметь какие-либо средства отслеживания своего абсолютного положения; сейчас для этого используют оси или нити, связанные с основой.
Робототехника наоборот: виртуальные манипуляторы
В виртуальном трехмерном мире тактильные технологии соответствуют "роботам наоборот”. Робот позволяет виртуальному миру (программному обеспечению) манипулировать реальными объектами. Тактильный прибор позволяет человеку манипулировать виртуальными объектами и чувствовать их, как если бы они были настоящими.
Сенсорный экран, оборудованный электромагнитными приводами
Например, пользователь может взяться за манипулятор (некоторые системы используют перчатку или "кольцо"), соединенный с системой кронштейнов.
У тактильных приборов могут быть три степени свободы (3 СС), которые позволяют ощущать оси X, Y и Z, или 6 степеней свободы (6 СС), которые также чувствительны к повороту и наклону. Количество степеней свободы отражает количество изменяемых параметров. Система чувствует положение рукоятки и передает пользователю соответствующую отдачу и вибрацию с помощью встроенных двигателей и систем торможения. Когда курсор встречает виртуальный объект, оператор чувствует сопротивление, которое может быть жестким (для твердого объекта), мягким или эластичным. Если это необходимо, рукоятка может вибрировать, чтобы имитировать, например, ощущения человека, ведущего пером по неровной поверхности. Тактильные перчатки могут использоваться в физиотерапии, чтобы помочь пациентам, перенесшим сердечный приступ, вернуть силы и улучшить функции организма.
Исследователи Японского технологического университета города Тоехаши изучали возможность применения тактильных джойстиков для управления подъемными кранами с целью предотвращения столкновений. Некоторые организации занимаются разработкой систем тактильной обратной связи для хирургических роботов (которые, в действительности, дистанционно управляются). Нано-технологи пытаются интегрировать тактильные приборы в сканирующие электронные микроскопы, чтобы обеспечить чувство прикосновения при манипуляции нано-объектами.
Сенсорные экраны с обратной связью
Совсем недавно тактильные технологии стали использовать при изготовлении сенсорных экранов. Обычные сенсорные экраны позволяют оператору воздействовать на любую точку поверхности экрана, а тактильные технологии дают возможность действительно это почувствовать. Нажмите на кнопку, и вы почувствуете (а часто даже услышите) щелчок. Виртуальные кнопки могут быть любого размера или формы и находиться где угодно на экране. Тип реакции на прикосновение тоже может различаться.
В декабре 2005 года компания Volkswagen AG получила лицензию на использование тактильных технологий компании Immersion в автомобильных панелях. Вместо того, чтобы просто ощущать твердую поверхность виртуальной контрольной панели, водители чувствуют, как кнопки утапливаются и отпускаются, совсем как настоящие кнопки и переключатели. По словам Левина, пользователи, которым предлагали выбор между сенсорными экранами с тактильным откликом и без него, выказывали большое предпочтение тактильным вариантам, и если они могли выбрать только один вариант, они выбирали именно этот.
Чувство прикосновения можно воссоздать несколькими способами. Вероятно, самым прямым будет построить целый ряд подвижных контактных выводов на экране так, что поверхность действительно примет желаемую форму. Хотя такой подход и эффективен, он сложен и дорог. Более простой подход — расположить в углах экрана электромагнитные приводы, которые будут управлять движением внешней поверхности сенсорного экрана (см. схему). Исследования показали, что критическим параметром является не расстояние, а ускорение. Согласно стандарту ассоциации NEMA, смещение может составлять от 0,1 до 0,2 мм.
В то время как тактильные технологии завоевывают все большее признание в играх и тренировочных имитаторах, расширение области промышленного применения проходит медленнее. Одним из факторов, который будет способствовать расширению применения этой технологии в промышленном оборудовании, является упрощение задачи интеграции тактильных технологий в итрерфейсы.
Большинство компаний, занимающихся тактильными технологиями, предлагают целый ряд программных интерфейсов (API) для различных областей применения этих технологий и другого программного обеспечения, облегчающего разработку. Immersion Corp работает над универсальным комплектом, состоящим из небольшой круглой панели, набора приводов и руководства по эксплуатации. В панели заранее запрограммированы тактильные эффекты, любые другие можно будет дополнительно загрузить и сохранить на флэш-памяти. Компания SensAble Technologies также предлагает различные тактильные средства для своего оборудования.
Снижение стоимости также приведет к увеличению спроса на тактильные технологии. В нижнем ценовом диапазоне находится модель Falcon компании Novint с тремя степенями свободы, которая продается за 150-200$. Хотя этот прибор создан для повседневного применения, опыт показал, что некоторые потребительские электронные товары проникают в промышленный и коммерческий сектор практически без изменений. И если они производятся и продаются в количествах, характерных для розничной продажи, цены могут оказаться весьма привлекательными. Что касается надежности прибора, то, по словам Андерсона (компании Novint), эта продукция "рассчитана на то, что люди будут по ней стучать, им также захочется, чтобы она работала непрерывно в течение длительного времени, особенно, когда они играют на ней в видео игры".
Phantom Omni компании SensAble — "рука" с шестью степенями свободы, прикрепленная к основанию, которое может располагаться на рабочем столе — стоит около 2400$ вместе с пакетом программного обеспечения. Что касается сенсорных экранов: доступны дисплеи Immersion размером до 19", цена устройства тактильной обратной связи примерно равна цене сенсорного экрана.
Хотя тактильные технологии далеко не совершенны, уже ясно, что у них многообещающее будущее в промышленной сфере. Хотя обычные мыши, скорее всего, не исчезнут, несмотря на то, что компания Novint назвала одну из своих моделей Falcon (Сокол) в честь хищной птицы, питающейся мышами, может оказаться, что не только они смогут выполнять такие функции.
65 нанометров - следующая цель зеленоградского завода «Ангстрем-Т», которая будет стоить 300-350 миллионов евро. Заявку на получение льготного кредита под модернизацию технологий производства предприятие уже подало во Внешэкономбанк (ВЭБ), сообщили на этой неделе «Ведомости» со ссылкой на председателя совета директоров завода Леонида Реймана. Сейчас «Ангстрем-Т» готовится запустить линию производства микросхем с топологией 90нм. Выплаты по прошлому кредиту ВЭБа, на который она приобреталась, начнутся в середине 2017 года.
Пекин обвалил Уолл-стрит
Ключевые американские индексы отметили первые дни Нового года рекордным падением, миллиардер Джордж Сорос уже предупредил о том, что мир ждет повторение кризиса 2008 года.
Первый российский потребительский процесор Baikal-T1 ценой $60 запускают в массовое производство
Компания «Байкал Электроникс» в начале 2016 года обещает запустить в промышленное производство российский процессор Baikal-T1 стоимостью около $60. Устройства будут пользоваться спросом, если этот спрос создаст государство, говорят участники рынка.
МТС и Ericsson будут вместе разрабатывать и внедрять 5G в России
ПАО "Мобильные ТелеСистемы" и компания Ericsson заключили соглашения о сотрудничестве в области разработки и внедрения технологии 5G в России. В пилотных проектах, в том числе во время ЧМ-2018, МТС намерен протестировать разработки шведского вендора. В начале следующего года оператор начнет диалог с Минкомсвязи по вопросам сформирования технических требований к пятому поколению мобильной связи.
Сергей Чемезов: Ростех уже входит в десятку крупнейших машиностроительных корпораций мира
Глава Ростеха Сергей Чемезов в интервью РБК ответил на острые вопросы: о системе «Платон», проблемах и перспективах АВТОВАЗа, интересах Госкорпорации в фармбизнесе, рассказал о международном сотрудничестве в условиях санкционного давления, импортозамещении, реорганизации, стратегии развития и новых возможностях в сложное время.
Ростех "огражданивается" и покушается на лавры Samsung и General Electric
Набсовет Ростеха утвердил "Стратегию развития до 2025 года". Основные задачи – увеличить долю высокотехнологичной гражданской продукции и догнать General Electric и Samsung по ключевым финансовым показателям.
Loading...