2b: Haptische Ausgabegeräte

Question 1

Was ist das Prinzip von Systemen mit Kraftrückkopplung? Nennen Sie 3 Beispiele.

Answer 1

• Prinzip: Verspüren eines Steuerbaren Wiederstandes (z.B. durch Vibrationsmotoren)
• Beispiele für 1D/2D Systeme
  -Force-Feedback Joypad/Gamepad
  -Force-Feedback Lenkrad
  -Force-Feedback Maus

Question 2

Was sind die größten Herausforderungen von Ganzkörper-Bewegungsplattformen?

Answer 2

• Prinzipiell ist unmöglich, großräumige Bewegungen im Labor/Innenraum zu
  simulieren
• Konstante Bewegung wird nicht wahrgenommen, sondern nur Änderungen in Geschwindigkeit/Beschleunigungen
• (Gleichgewichtsorgan) Rotationen schwer zu emulieren, d.h. häufig nur translatorische Bewegungen und Kräfte
• Großes Problem: Latenz, Trägheit der Hydraulik
• Simulator Sickness (Schwindel)

Question 3

Wie lassen sich die Herausforderungen von Ganzkörper-Bewegungsplattformen lösen?

Answer 3

• „Wash-out“ Filter Ansatz: Bewegen des Nutzers unterhalb der Wahrnehmungsschwelle zur Vergrößerung des Bewegungsraums (gut bei
  Flugsimulatoren)
• Nutzen der Gravitationskraft zur Simulation von Beschleunigung (aber max. 1 g)
• Maskieren von unspezifischen Bewegungen durch Vibration und Sound, z.B. Fahren über eine raue Oberfläche
• Aufmerksamkeit durch andere Reize ablenken um die „Imperfektion“ des Systems zu überspielen

Question 4

Was ist ein „Phantom Omni-Haptic Device“?

Answer 4

• Ermöglicht es, virtuelle Objekte zu berühren und zu manipulieren
• Force-Feedback: reale Rückmeldung zur virtuellen Berührung

Question 5

Wozu können drucksensitive Matten als Eingabegeräte verwendet werden?

Answer 5

• Biometrisches System
  -Die Beckenknochendistanz unterscheidet sich zwischen Menschen
  -Punkte/Flächen mit höchstem Druck = Beckenknochen
  -Eindeutigkeit (“Uniqueness”) bei 34 Testpersonen (mit 3 Parametern (siehe nächste Frage))
• Aktivitätserkennung
  -Sitzposition
  -Gewichtsverlagerung

Question 6

Welche drei Features nutzten drucksensitive Matten?

Answer 6

• „High pressure area” (Bereich aller Sensoren die über 90% des aufgetretenen Maximaldrucks auf der Matte liegen)
• „Mid-to-high pressure area” (Bereich aller Sensoren die über 10% des aufgetretenen Maximaldrucks auf der Matte liegen)
• Gewicht (Addition aller Einzeldruckwerte (geht erst nach Kalibrierung))

Question 7

Warum lassen sich mit einem Sitzsensor Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ziehen?

Answer 7

• Wegen der dynamischen Änderungen in der Sitzhaltung des Fahrers
• Der Fahrer kompensiert bei schnellerer Fahrt die seitliche Beschleunigung stärker