Imagen del dispositivo háptico. Foto: Universidad Carnegie Mellon.
Durante mucho tiempo, los ordenadores han sido usados como herramienta para diseñar y manipular objetos tridimensionales. Muy pronto nos permitirán, además, sentir la textura de los objetos o percibir cómo quedan unidos gracias a una base táctil desarrollada por la Universidad Carnegie Mellon.
A diferencia de otras interfaces hápticos (todo el conjunto de sensaciones no visuales y no auditivas que experimenta un individuo), basados en motores y uniones mecánicas para proporcionar alguna sensación táctil o de fuerza, este dispositivo, desarrollado por Ralph Hollis, investigador del Instituto Robótico de Carnegie Mellon, usa la levitación magnética y una parte movible para dar a los usuarios una experiencia lo más real posible. De esta manera, los usuarios pueden percibir texturas, sentir contactos duros o notar pequeños cambios en la posición mientras usan esta interfaz, que además responde rápidamente a sus movimientos.
“Pensamos que este dispositivo proporciona el sentido del tacto más realista que cualquier otra interfaz háptica del mundo”, comenta Hollis en un comunicado. Hollis y su equipo llevan desde 1997 en este proyecto. A día de hoy han conseguido mejorar su funcionamiento y su ergonomía, así como reducir el precio de su fabricación. Hasta el momento han construido diez dispositivos que han distribuido entre grupos de investigación hápticos de Estados Unidos y Canadá.
En manos de otros investigadores
“Hemos conseguido evolucionar desde un prototipo hasta un sistema avanzado susceptible de ser usado por otros investigadores. Poner este instrumento en manos de otros investigadores es fundamental para un campo de estudio tan joven como es la tecnología háptica”.
Aunque hasta ahora las interfaces hápticas han sido usadas en el diseño de ingeniería, en dispositivos de entretenimiento, en entornos de realidad virtual, en el manejo remoto de robots o en la formación de médicos y dentistas, lo cierto es que todas sus potencialidades no han sido todavía exploradas. Ese es el caso de la interfaz háptica de levitación magnética, ya que únicamente esos diez dispositivos están siendo probados.
“Se trata de una tecnología asequible que es también práctica”, comenta Hollis. “Ahora otras personas tienen esta tecnología, lo cual representa una auténtica transferencia tecnológica”.
Seis dispositivos serán entregados en las universidades de Harvard, Stanford y Purdue, así como en las de Utha y British Columbia. Todas estas instituciones forman parte del Magnetic Levitation Haptic Consortium , un consorcio internacional dedicado a desarrollar el uso de esta tecnología.
Primeras aplicaciones
Algunas de estas universidades ya se están beneficiando directamente de su utilización. Así, Hon Tan, que es profesora de ingeniería informática y eléctrica en la Universidad de Purdue, y que forma parte del consorcio, está estudiando la percepción humana de texturas finas, un trabajo que requiere una simulación con resolución en el ámbito de micras. “Esto está más allá de las posibilidades de la mayoría de los dispositivos hápticos disponibles, sin embargo, el desarrollo de Hollis nos ha permitido poder seguir adelante con esta investigación”, comenta Tan.
El campo de la investigación y el desarrollo háptico se está expandiendo rápidamente. Según sus responsables, esta investigación de Carnegie Mellon abre nuevas posibilidades al haber unido el “mundo háptico” con una interfaz cómoda de levitación magnética.
El sistema elimina por completo la maraña de cables, voluminosas conexiones y complejidades mecánicas de otros desarrollos hápticos. En su lugar, los investigadores han usado una única parte móvil, de forma semiesférica, ligera y que “flota” sobre campos magnéticos.
El mecanismo es parecido al usado en los trenes de levitación magnética, o maglev, que viajan suspendidos en el aire por encima de una vía, siendo propulsados hacia adelante por medio de las fuerzas repulsivas y atractivas del magnetismo. La ausencia de contacto físico entre el carril y el tren hace que la única fricción sea la del aire.
Esta pieza central semicircular, llamada flotor, está rodeada por seis bobinas de alambre, a través de las fluye la corriente eléctrica, que a su vez interacciona con los potentes imanes que tiene debajo, lo que hace que el flotor levite.
El sistema se controla con un mando que funciona como el ratón de un ordenador, pero en tres dimensiones, y permitiendo movimientos libres con seis variantes: arriba/abajo, de lado a lado, adelante/atrás, viraje, inclinación y rodamiento.
Unos sensores ópticos miden la posición del flotor en todo momento, y esta información es usada para controlar la posición y la orientación de un objeto virtual. Si ese objeto se topa con alguna superficie virtual, o con otro objeto que aparezca en pantalla, produce una sensación táctil en el usuario.
A diferencia de otras interfaces hápticos (todo el conjunto de sensaciones no visuales y no auditivas que experimenta un individuo), basados en motores y uniones mecánicas para proporcionar alguna sensación táctil o de fuerza, este dispositivo, desarrollado por Ralph Hollis, investigador del Instituto Robótico de Carnegie Mellon, usa la levitación magnética y una parte movible para dar a los usuarios una experiencia lo más real posible. De esta manera, los usuarios pueden percibir texturas, sentir contactos duros o notar pequeños cambios en la posición mientras usan esta interfaz, que además responde rápidamente a sus movimientos.
“Pensamos que este dispositivo proporciona el sentido del tacto más realista que cualquier otra interfaz háptica del mundo”, comenta Hollis en un comunicado. Hollis y su equipo llevan desde 1997 en este proyecto. A día de hoy han conseguido mejorar su funcionamiento y su ergonomía, así como reducir el precio de su fabricación. Hasta el momento han construido diez dispositivos que han distribuido entre grupos de investigación hápticos de Estados Unidos y Canadá.
En manos de otros investigadores
“Hemos conseguido evolucionar desde un prototipo hasta un sistema avanzado susceptible de ser usado por otros investigadores. Poner este instrumento en manos de otros investigadores es fundamental para un campo de estudio tan joven como es la tecnología háptica”.
Aunque hasta ahora las interfaces hápticas han sido usadas en el diseño de ingeniería, en dispositivos de entretenimiento, en entornos de realidad virtual, en el manejo remoto de robots o en la formación de médicos y dentistas, lo cierto es que todas sus potencialidades no han sido todavía exploradas. Ese es el caso de la interfaz háptica de levitación magnética, ya que únicamente esos diez dispositivos están siendo probados.
“Se trata de una tecnología asequible que es también práctica”, comenta Hollis. “Ahora otras personas tienen esta tecnología, lo cual representa una auténtica transferencia tecnológica”.
Seis dispositivos serán entregados en las universidades de Harvard, Stanford y Purdue, así como en las de Utha y British Columbia. Todas estas instituciones forman parte del Magnetic Levitation Haptic Consortium , un consorcio internacional dedicado a desarrollar el uso de esta tecnología.
Primeras aplicaciones
Algunas de estas universidades ya se están beneficiando directamente de su utilización. Así, Hon Tan, que es profesora de ingeniería informática y eléctrica en la Universidad de Purdue, y que forma parte del consorcio, está estudiando la percepción humana de texturas finas, un trabajo que requiere una simulación con resolución en el ámbito de micras. “Esto está más allá de las posibilidades de la mayoría de los dispositivos hápticos disponibles, sin embargo, el desarrollo de Hollis nos ha permitido poder seguir adelante con esta investigación”, comenta Tan.
El campo de la investigación y el desarrollo háptico se está expandiendo rápidamente. Según sus responsables, esta investigación de Carnegie Mellon abre nuevas posibilidades al haber unido el “mundo háptico” con una interfaz cómoda de levitación magnética.
El sistema elimina por completo la maraña de cables, voluminosas conexiones y complejidades mecánicas de otros desarrollos hápticos. En su lugar, los investigadores han usado una única parte móvil, de forma semiesférica, ligera y que “flota” sobre campos magnéticos.
El mecanismo es parecido al usado en los trenes de levitación magnética, o maglev, que viajan suspendidos en el aire por encima de una vía, siendo propulsados hacia adelante por medio de las fuerzas repulsivas y atractivas del magnetismo. La ausencia de contacto físico entre el carril y el tren hace que la única fricción sea la del aire.
Esta pieza central semicircular, llamada flotor, está rodeada por seis bobinas de alambre, a través de las fluye la corriente eléctrica, que a su vez interacciona con los potentes imanes que tiene debajo, lo que hace que el flotor levite.
El sistema se controla con un mando que funciona como el ratón de un ordenador, pero en tres dimensiones, y permitiendo movimientos libres con seis variantes: arriba/abajo, de lado a lado, adelante/atrás, viraje, inclinación y rodamiento.
Unos sensores ópticos miden la posición del flotor en todo momento, y esta información es usada para controlar la posición y la orientación de un objeto virtual. Si ese objeto se topa con alguna superficie virtual, o con otro objeto que aparezca en pantalla, produce una sensación táctil en el usuario.