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elektronische Medien (Subject) / Haptik (Lesson)
Aufteilung, Dimensionen, Anwendungen haptischer Schnittstellen
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- Notwendigkeit der Haptik in der Kommunikation wichtig für Zwischenmenschliche Kommunikation Leistung des Operators steigt signifikant wenn ein haptisches Feedback eingebaut ist subjektives Gefühl des Gemeinsamseins gesteigert wenn ""
- Tast und Bewegungssinn Einteilung taktile Wahrnehmung Druck, Vibration, Oberflächenstruktur, Form(Berührung, Bewegung), Schmerz, Feuchtigkeit, Tenperatur Forced-Feedback Ganz-Körper-Schwigungen kinästhetische Wahrnehmnung Position, Bewegung von Körperteilen, Wiederstände, die der eigenen explorativen Bewegung entgegengesetzt werden Forced-Feedback Bewegungen (z.B Flugzeug) Ganz-Körper-Schwigungen vestibuläre Wahrnehmung Bewegungen Ganz-Körper-Schwigungen
- Somatosensorisches System System für allgemeine Sensibilität Es ermöglicht eine Unterscheidung von mechanischen Reizen nach ihrer Lokalisation, Entstehung und Beschaffenheit. motorische Steuer und Regelprozesse
- Haptik ergreifen/anfassen kombonierte Leistung von Druck und Kraftsinn Lehre des Tastsinn Objekteigenschaften wahrgenommen und zentral verarbeitet sensorisches und motorisches System weitere Begriffsdefinition: auch Berührungen mit Maschiene-Mensch Interaktionen Informationsbeschaffung und Objektmanipulation dabei kann die Umgebung real oder virtuell sein
- 3 Dimensionen von Haptik human haptics Untersuchung von menschlicher Sensorik und Manipulation durch Berührung machine haptics Disign, Konstruktion und Einsatz von Maschiene die Menschliche Berührung ersetzten oder erhöhen computer haptics Algorithmen und Sorftware die Berührung von virtuellen Objekte generieren, rendern
- Haut - Eigenschaften 1,8m2 bis zu 10kg verschiedene Hautschichten mit unterschiedlichen Rezeptoren Merkel-Zellen, Ruffini-Körperchen,Meißner- Körp., Pacini-K. --> reagieren auf jeweils andere Reize: Berührungen, Druck, Spannung und Vibration
- räumliches Auflösungsvermögen 2Punktschwelle - Untersuchung auf das Unterscheiden 2 Druckreize --> definiert als Distanz zwischen 2 Stimuli, die notwendig, um sie als distinke Punkte wahrzunehmen
- Zweipunktschwelle - Messmethode sukzessive 2Punktschwelle 1. Methode: 2 Stimuli mit variender Distanz präsentiert Frage ob die resultiernde Empfindung sich wie 1/2 Punkte anfühlt 2. Methode: 1 oder 2 Reize applziert Frage ob sich 1 oder 2 Punkte handelt nacheinander 2 Reize vorgegeben 1.- Referenz, 2. als Zielreiz --> Proband muss sagen ob der Zielreiz auf dem Referntenreiz liegt Distanz bei der noch gleicher Ort/zu Differenz --> "Schwelle" je nach Körperteil verschieden: (empfindlich: Zunge/Zeigefinger/Nase -- unempfindlich: Stirn/Nacken)
- zeitliches Auflösungsvermögen Messung Diskrimination 2 diskreten Reize: wie 2Punktschwelle Frage: 1 oder 2 Reize wahrgenommen Wahrnehmung von Gleichzeitigkeit: Frage nach gleichzeitig --> Simultanitätsschwelle Kontinuität oder Diskontinuität Frage nach Koninuität oder mit Pause Reize auf einander folgen im taktilen System bei 5ms - bei einem Ort, nacheinander gleichzeitig - 20ms, 2 Orte
- Was bedeutet haptische Schnittstellen für die Produktentwicklung? welche haptischen Information sollen oder können dargeboten werden? An welche Körperstellen sollen die Informationen dargeboten werden? wie lassen sich diese Informationen am besten darstellen? Welche zusätzlichen kognitiven Faktoren können (über die sensorischen Mechanismen hinaus) eine Rolle spielen?
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- taktiles Feedback taktile Informationen: Oberflächentexturen Vibrationen räumliche kleine Formen oder Druckverteilungen, Größe Materialeigenschaften Temperaturinformationen
- Unwuchtmotoren Vorteile/Nachteile in jedem mordernen Handy / Maus der 90er besteht aus deinem Antrieb + exzentrischen angeordnetem Gewicht auf der Achse Funktionsweise: Zentripetalkraft Vorteile: Günstig , klein--> hohe Kraft Nachteile: Frequenzgang (schlecht kontrolierbar) , keine genaue Lokaliserung
- Elektrodynamische Aktoren Shaker bestehet aus Magnet, Flussführung, Spule und c-2 Tactor Taktoren kleine, scheibenförmige Aktoren Möglichkeit über Spulenstrom Frequenz und Amplitude unabhängig voneinder zu steuern Funktionsweise: Lorentkraft Vorteile: kleiner Nachteil: Größe des Magnets, Teuer
- Voice Coils - Tauchspule oder Schwingspule Funktionsweise: elektrody. Prinzip- auf einem Zylinder gewickleter Leiter in einem angeordneten Magnetkreis bestromt wird - in einem speziellen Magnetkreis --> Abstoßung Spule und Magnetkreis Anwendungsbeispiele: Touch master und Telemanipulation master arm
- Piezoelektrischer Aktoren Piezoelek. Materialien: Quarz, Tumalin, Lithiumniobat, Kalium und Ammonium-Hydrogen-Phosphat, Seignettsalz Funktionsweise: mech. Kraft --> Verschiebung der +/- Ladungsschwerpunkte--> Spannung (Scheiben bewegen sich bei Spannung) Anwendung: Brallie -Zeilen, Vibrotaktile Displays, Pin Arrays Vorteile: Lebensdauer, ohne bewegte Teile, Frequenzgang Nachteile: Geräusch
- Biegewellen (Bending Wave) Funktionsweisen: Piezoelek. Aktoren erzeugen Wellen Berühtung wird erfasst--> Haptik und Audio Feedback an den Bildschirm Vorteile: Feedback für Lokaliserung, Geräusch Nachteile: Kosten, Geräusch
- Pneumatische Stimulation Air Rings - Ringe mit Lust gefüllt Air Bellows - Handschuhe mit Luftpolster an Fingerkuppe nur Idee, keine Umsetzung