Disney Research: Mit Surround Haptics laufen kalte Schauer den Rücken herunter

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Eine neue Technologie für den Tastsinn namens Surround Haptics, entwickelt von Disney Research in Pittsburgh (DRP), ermöglicht es, in Videospielen oder Filmen ein breites Spektrum taktiler Wahrnehmungen zu erfahren, von der sanften Berührung eines Fingers, der über die Haut fährt bis zum heftigen Stoß durch eine Kollision. Das Verfahren basiert auf psychophysischen Experimenten und neuen Modellen der taktilen Wahrnehmung. Disney zeigt Surround Haptics auf der SIGGRAPH 2011, der internationalen Konferenz für Computergrafik und Interaktion in Vancouver.


In der Vorführung, die in Zusammenarbeit mit der Carnegie Mellon Universität entwickelt wurde, dient die Technologie dazu, ein Fahrsimulator-Spiel in Kooperation mit den Black Rock Studio von Disney auf ein neues Niveau zu heben. Die Spieler sitzen auf Stühlen und bedienen preisgünstige, vibrierende Aktuatoren. Durch Surround Haptics spüren sie Unebenheiten auf der Straße, auf das Fahrzeug fallende Subjekte und sie bemerken, wenn das Fahrzeug schleudert, bremst, beschleunigt oder kollidiert.


„Obschon wir nur Surround Haptics bisher nur in einen Spielersitz integriert haben, kann die Technologie einfach auch in Kleidung, Handschuhe, Sportausrüstung und mobile Geräte eingebettet werden“, sagt Ivan Poupyrev, Senior Research Scientist bei DRP, der zusammen mit Ali Israr (ebenfalls DRP) Surround Haptics erfunden und entwickelt hat. „Dieses Verfahren kann dazu beitragen, die Wahrnehmung des Fliegens, des Fallens, des Schrumpfens und Wachsens oder wie es sich anfühlt, wenn Wanzen über den Körper laufen, noch realistischer machen. Die Möglichkeiten sind unbegrenzt.“


Diese Herausforderungen haben die DRP-Forscher gemeistert, indem sie einen Algorithmus entwickelt haben, um eine Reihe von vibrationsfähigen Aktuatoren so zu steuern, dass virtuellen Aktuatoren in dieser Reihe auftauchen. Diese können, so Poupyrev, zwischen zwei beliebigen physisch vorhandenen Aktuatoren platziert werden, der Anwender hat die Illusion, nur den virtuellen zu fühlen. Daraus resultierend spüren die Anwender nicht das allgemeine Summen und Pulsieren, wie es typisch für die meisten haptischen Geräte ist, sondern diskrete, durchgehende Bewegungen, wie ein Finger, der ein Muster auf der Haut zeichnet.


Durch Aktuatoren vermittelte Phantom-Wahrnehmungen sind seit mehr als 50 Jahren bekannt, aber ihre Anwendung blieb beschränkt, weil die Steuerungsmechanismen nicht verstanden wurden. Die DRP-Forscher konnten ihren Steuerungsalgorithmus entwickeln, indem sie systematisch die Fähigkeit der Anwender maßen, physische im Gegensatz zu virtuellen Aktuatoren bei verschiedenen Stimulationsgraden zu spüren. Dann entwickelten sie ein Steuerungsmodell, dass durch weitere psychophysische Experimente validiert wurde.


Über die Anwendung in interaktiven Spielen, Filmen und Musikdarbietungen verspricht Surround Haptics auch interessante Einsatzmöglichkeiten in der verbesserten taktilen Kommunikation für Blinde, Einsatzkräfte bei Notfällen, Fahrzeugführern und Sportlern.


Die Demonstration auf der SIGGRAPH entstand in Zusammenarbeit mit Kenny Mitchell du Huw Bowles von Disneys Black Rock Studio, Neil Hutchinson von Roundcube Entertainment Ltd; Christopher Ioffreda, Undergraduate in Carnegie Mellon’s School of Design; Mark Baskinger, CMU Associate Professor of Design; Seung-Chan Kim a Ph.D. Student am Korean Advanced Institute of Science and Technology, der ein Praktikum am Disney Lab absolviert; and Jan Stec, Absolvent am Entertainment Technology Center der CMU, der am Disney Lab ein Praktikum gemacht hat.


Bild: Surround Haptics lässt Spiele noch realistischer wirken. Die Anordnung vibrierender Aktuatoren im Sitz bewirkt zum Beispiel die Illusion eines fortlaufenden Stoßes auf den Rücken (rot markiert). Quelle: Disney Research Pittsburgh


 

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