מכשיר Haptics יוצר טקסטורות וירטואליות מציאותיות

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


הטכנולוגיה אפשרה לנו לשקוע בעולם של מראות וקולות מהנוחות של הבית שלנו, אבל משהו חסר: מגע.

תחושת המישוש היא חלק חשוב להפליא מהאופן שבו בני אדם תופסים את המציאות שלהם. הפטיקה או מכשירים שיכולים לייצר רעידות ספציפיות ביותר שיכולות לחקות את תחושת המגע הן דרך להחיות את החוש השלישי הזה. עם זאת, בכל הנוגע להפטיקה, בני אדם מקפידים להפליא אם משהו מרגיש "נכון" או לא, ומרקמים וירטואליים לא תמיד פוגעים במטרה.

כעת, חוקרים מבית הספר להנדסה USC Viterbi פיתחו שיטה חדשה למחשבים כדי להשיג את המרקם האמיתי הזה – בעזרת בני אדם.

המסגרת המכונה מודל מונע העדפות, המסגרת משתמשת ביכולת שלנו להבחין בין הפרטים של טקסטורות מסוימות ככלי על מנת להעניק לעמיתים הוירטואליים הללו כוונון.

המחקר פורסם ב עסקאות IEEE ב-Haptics מאת שלושה USC Viterbi Ph.D. סטודנטים במדעי המחשב, שיהאן לו, מיאנלון ג'נג ומתיו פונטיין, וכן סטפנוס ניקולאידיס, עוזר פרופסור של USC Viterbi למדעי המחשב והתר קולברטסון, USC Viterbi WiSE Gabilan עוזר פרופסור במדעי המחשב.

"אנו מבקשים מהמשתמשים להשוות את התחושה שלהם בין המרקם האמיתי למרקם הווירטואלי", הסביר לו, המחבר הראשון. "לאחר מכן המודל מעדכן באופן איטרטיבי מרקם וירטואלי כך שהמרקם הוירטואלי יכול להתאים בסופו של דבר לזה האמיתי."

לפי פונטיין, הרעיון עלה לראשונה כאשר חלקו שיעור ממשקים הפטיים וסביבות וירטואליות בסתיו 2019, שלימד על ידי קולברטסון. הם שאבו השראה מאפליקציית האמנות Picbreeder, שיכולה לייצר תמונות על סמך העדפת המשתמש שוב ושוב עד שהיא מגיעה לתוצאה הרצויה.

"חשבנו, מה אם נוכל לעשות את זה בשביל מרקמים?" נזכר פונטיין.

באמצעות מודל מונע העדפות זה, המשתמש מקבל תחילה מרקם אמיתי, והמודל מייצר באופן אקראי שלושה מרקמים וירטואליים באמצעות עשרות משתנים, מהם יכול המשתמש לבחור את זה שמרגיש הכי דומה לדבר האמיתי. עם הזמן, החיפוש מתאים את התפלגות המשתנים הללו ככל שהוא מתקרב יותר ויותר למה שהמשתמש מעדיף. לפי פונטיין, לשיטה זו יש יתרון על פני הקלטה ו"השמעה" ישירה של טקסטורות, שכן תמיד יש פער בין מה שהמחשב קורא למה שאנו מרגישים.

"אתה מודד פרמטרים של איך הם מרגישים את זה בדיוק, במקום רק לחקות את מה שאנחנו יכולים להקליט", אמר פונטיין. תהיה איזו שגיאה באופן שבו הקלטת את המרקם הזה, איך אתה משמיע אותו".

הדבר היחיד שהמשתמש צריך לעשות הוא לבחור את המרקם המתאים ביותר ולהתאים את כמות החיכוך באמצעות סליידר פשוט. חיכוך חיוני לאופן שבו אנו תופסים מרקמים, והוא יכול להשתנות בין התפיסות של אדם לאדם. זה "קל מאוד", אמר לו.

העבודה שלהם מגיעה בדיוק בזמן לשוק המתפתח עבור טקסטורות וירטואליות ספציפיות ומדויקות. כל דבר, החל ממשחקי וידאו ועד עיצוב אופנה משלב טכנולוגיה הפטית, וניתן לשפר את מסדי הנתונים הקיימים של טקסטורות וירטואליות באמצעות שיטת העדפות משתמש זו.

"יש פופולריות הולכת וגוברת של המכשיר ההפטי במשחקי וידאו ועיצוב אופנה וסימולציית ניתוח", אמר לו. "אפילו בבית, התחלנו לראות משתמשים עם אותם מכשירים (הפטיים) שהופכים פופולריים כמו המחשב הנייד. לדוגמה, עם משחקי וידאו מגוף ראשון, זה יגרום להם להרגיש שהם באמת מקיימים אינטראקציה עם המחשב שלהם. סביבה."

Lu עשה בעבר עבודה אחרת על טכנולוגיה מרתקת, אבל עם סאונד – במיוחד, מה שהופך את המרקם הוירטואלי אפילו יותר סוחף על ידי הצגת צלילים תואמים כאשר הכלי מקיים אינטראקציה איתו.

"כאשר אנו מקיימים אינטראקציה עם הסביבה באמצעות כלי, משוב מישוש הוא רק אופציה אחת, סוג אחד של משוב חושי," אמר לו. "אודיו הוא סוג אחר של משוב חושי, ושניהם חשובים מאוד."

מודל חיפוש הטקסטורה מאפשר גם למישהו להסיר מרקם וירטואלי ממסד נתונים, כמו ערכת הכלים של טקסטורה של אוניברסיטת פנסילבניה, ולחדד אותם עד שהם מקבלים את התוצאה הרצויה.

"אתה יכול להשתמש במרקמים הווירטואליים הקודמים שחיפשו אחרים, ולאחר מכן בהתבסס על אלה, תוכל להמשיך לכוונן אותם", אמר לו. "לא צריך לחפש מאפס בכל פעם."

זה שימושי במיוחד עבור מרקמים וירטואליים המשמשים בהכשרה לרפואת שיניים או ניתוח, שצריכים להיות מדויקים ביותר, לדברי לו.

"אימון כירורגי הוא בהחלט תחום עצום שדורש מרקמים מאוד מציאותיים ומשוב מישוש", אמר לו. "גם עיצוב אופנה דורש דיוק רב במרקם בפיתוח, לפני שהם הולכים ומבדים אותו".

בעתיד, אולי אפילו לא יידרשו טקסטורות אמיתיות עבור הדגם, הסביר לו. הדרך שבה דברים מסוימים בחיינו מרגישים היא כל כך אינטואיטיבית, שכוונון עדין של מרקם כך שיתאים לזיכרון הזה הוא משהו שאנחנו יכולים לעשות מטבענו רק על ידי התבוננות בתמונה, מבלי שהמרקם האמיתי לעיון לפנינו.

"כשאנחנו רואים שולחן, אנחנו יכולים לדמיין איך השולחן ירגיש ברגע שניגע בו", אמר לו. "באמצעות הידע המקדים הזה שיש לנו על פני השטח, אתה יכול פשוט לספק משוב ויזואלי למשתמשים, וזה מאפשר להם לבחור מה מתאים."



קישור לכתבת המקור – 2022-05-21 16:33:32

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר