L'avanguardia dell'aptica

Gli scienziati hanno trovato un modo per indurre i sensi del corpo a pensare che una superficie piana sia in realtà affilata o appuntita. I loro risultati saranno presentati il ​​mese prossimo all'IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication a Hatfield, in Inghilterra.

Questa nuova interfaccia tattile sembra mostrare che è possibile ingannare il nostro senso del tatto facendogli sentire sensazioni di pressione molto fini e dettagliate senza premere contro la pelle. Un bordo di coltello virtuale potrebbe conferire un ulteriore senso di realismo ai sistemi tattili basati sul tocco, come quelli utilizzati nei simulatori chirurgici.

L'obiettivo di questo campo della tecnologia tattile, spesso chiamato tattile, è essere in grado di simulare qualsiasi forma, consistenza o sensazione, afferma Gabriel Robles-De-La-Torre , neuroscienziato e ingegnere informatico con sede a Città del Messico, che ha fondato la International Society for Haptics e ha guidato la ricerca. È un passo importante verso lo sviluppo di display tattili, dice.

Forza O'Modhrain , un esperto di aptica precedentemente alla Queen's University di Belfast, Irlanda del Nord, è d'accordo. Dice che il lavoro dovrebbe rendere la sensazione tattile più realistica. È un modo per migliorare la qualità percettiva della resa delle superfici.

Sebbene teoricamente possa essere possibile progettare una macchina in grado di cambiare la sua consistenza e forma effettiva per simulare un'ampia gamma di forme e trame, un tale meccanismo sarebbe irrealizzabilmente complesso e di grandi dimensioni. Invece, ricercatori come Robles-De-La-Torre hanno esplorato modi per sfruttare la capacità del nostro sistema sensoriale di essere ingannato.

È solo un modo per sfruttare la percezione umana, dice Vincent Hayward , un ingegnere elettrico e informatico che lavora al tatto alla McGill University di Montreal. È in qualche modo simile all'illusione che proviamo quando i nostri occhi percepiscono un'ampia gamma di colori su un display video, anche se l'immagine è composta da soli tre diversi pixel colorati, dice.

Con l'aptica, l'illusione viene creata con le forze applicate. In genere, quando qualcuno muove il dito su un bordo affilato o appuntito, vengono applicate alla pelle sia forze verticali che laterali, afferma Robles-De-La-Torre. Ma ha scoperto che il cervello potrebbe essere indotto a pensare di essere colpito semplicemente applicando forze laterali.

Per creare questa illusione di nitidezza, Robles-De-La-Torre, in collaborazione con Carlo Alberto Avizzano e colleghi della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, in Italia, ha utilizzato un'interfaccia aptica chiamata GRAB, che consiste in un ditale collegato all'estremità di un braccio motorizzato ed estensibile. Un utente è in grado di muovere liberamente il ditale quando vi inserisce l'indice. Quindi i motori attentamente controllati forniscono un feedback di forza, quindi il movimento del ditale è ostacolato in modi che creano superfici virtuali.

Impostando il sistema in modo che i soggetti possano muovere solo il dito lungo un asse, da sinistra a destra, i ricercatori sono stati in grado di far sentire le persone come se stessero facendo scorrere un dito su una gamma di diversi bordi taglienti e appuntiti, semplicemente applicando una resistenza laterale a il loro movimento. La sensazione era così convincente che i soggetti erano persino in grado di abbinare le forme dei bordi alle immagini di loro, come un dente di sega o una gobba con un picco appuntito.

Robles-De-La-Torre crede che questa illusione si verifichi a causa di un compromesso che esiste tra i diversi tipi di informazioni sensoriali. Nello specifico, quando esploriamo oggetti che contengono piccoli dettagli, l'informazione sulla forza è più importante della propriocezione, l'informazione sensoriale che proviene dai nostri muscoli e dalla pelle per dire al nostro corpo di quanto si è spostato un dito o un arto. Di conseguenza, potremmo avere la sensazione che il nostro dito si muova effettivamente mentre sale su uno di questi bordi taglienti, se non sono troppo grandi, dice.

O'Modhrain di Queen afferma che è stato fatto molto lavoro per il rendering di grandi forme geometriche utilizzando il feedback di forza o superfici a grana fine utilizzando attuatori a pelle vibrante. Ma lei dice che questo recente lavoro mostra che dovrebbe essere possibile rendere le superfici che si trovano tra questi due estremi senza dover applicare pressione sulla pelle.

Potrebbe anche essere possibile simulare le sensazioni di dolore che possono accompagnare un oggetto appuntito, afferma Robles-De-La-Torre, perché il breve impulso di forza laterale che stimola la sensazione di nitidezza può anche stimolare i recettori della pelle normalmente associati al dolore. Ma per dimostrare questa ipotesi, sono necessari più test. Il dolore è un fenomeno complesso, dice.

nascondere