Scienziati dell'EPFL e dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un guanto ultraleggero, che pesa meno di 8 grammi per dito, che consente agli utenti di sentire e manipolare oggetti virtuali. Il loro sistema fornisce un feedback tattile estremamente realistico e potrebbe funzionare con una batteria, consentendo una libertà di movimento senza pari.
Ingegneri e sviluppatori di software di tutto il mondo stanno cercando di creare una tecnologia che permetta agli utenti di toccare, afferrare e manipolare oggetti virtuali, mentre si sentono come se stessero effettivamente toccando qualcosa nel mondo reale.
Gli scienziati dell'EPFL e dell'ETH di Zurigo hanno appena compiuto un importante passo avanti verso questo obiettivo con il loro nuovo guanto aptico, che non è solo leggero - meno di 8 grammi per dito - ma fornisce anche un feedback estremamente realistico. Il guanto è in grado di generare fino a 40 Newton di forza di tenuta su ogni dito con appena 200 Volt e solo pochi milliWatt di potenza. Ha anche il potenziale per funzionare con una batteria molto piccola. Quella, insieme al basso fattore di forma del guanto (solo 2 mm di spessore), si traduce in un livello di precisione e libertà di movimento senza precedenti.
"Volevamo sviluppare un dispositivo leggero che, a differenza dei guanti per realtà virtuale esistenti, non richieda un esoscheletro ingombrante, pompe o cavi molto spessi, "dice Herbert Shea, capo del Soft Transducers Laboratory (LMTS) dell'EPFL.
Il guanto degli scienziati, chiamato DextrES, è stato testato con successo su volontari a Zurigo e sarà presentato al prossimo ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST).
Tessuto, strisce di metallo ed elettricità
DextrES è realizzato in nylon con sottili strisce metalliche elastiche che scorrono sulle dita. Le strisce sono separate da un sottile isolante. Quando le dita dell'utente entrano in contatto con un oggetto virtuale, il controller applica una differenza di tensione tra le strisce di metallo facendole aderire tra loro tramite attrazione elettrostatica - questo produce una forza frenante che blocca il movimento del dito o del pollice. Una volta tolta la tensione, le strisce metalliche scivolano dolcemente e l'utente può ancora una volta muovere le dita liberamente.
Ingannare il tuo cervello
Per ora il guanto è alimentato da un sottilissimo cavo elettrico, ma grazie alla bassa tensione e potenza richiesta, si potrebbe eventualmente utilizzare una batteria molto piccola. "Il basso fabbisogno energetico del sistema è dovuto al fatto che non crea movimento, ma ne blocca uno", spiega Shea. I ricercatori devono anche condurre test per vedere quanto devono simulare le condizioni reali per offrire agli utenti un'esperienza realistica. "Il sistema sensoriale umano è altamente sviluppato e molto complesso. Abbiamo molti diversi tipi di recettori ad altissima densità nelle articolazioni delle nostre dita e incorporati nella pelle. Di conseguenza, rendere un feedback realistico quando si interagisce con oggetti virtuali è un problema molto impegnativo ed è attualmente irrisolto. Il nostro lavoro va un passo in questa direzione, concentrandosi in particolare sul feedback cinestesico, "dice Otmar Hilliges, capo dell'Advanced Interactive Technologies Lab dell'ETH di Zurigo.
In questo progetto di ricerca congiunto, l'hardware è stato sviluppato dall'EPFL nel suo campus Microcity a Neuchâtel, e il sistema di realtà virtuale è stato creato dall'ETH di Zurigo, che ha anche effettuato i test utente.
"La nostra partnership con il laboratorio EPFL è un ottimo abbinamento. Ci consente di affrontare alcune delle sfide di vecchia data nella realtà virtuale a un ritmo e una profondità che altrimenti non sarebbero possibili, "aggiunge Hilliges.
Il prossimo passo sarà quello di ingrandire il dispositivo e applicarlo ad altre parti del corpo utilizzando un tessuto conduttivo. "I giocatori sono attualmente il mercato più grande, ma ci sono molte altre potenziali applicazioni, specialmente nel settore sanitario, come per la formazione dei chirurghi. La tecnologia potrebbe essere applicata anche nella realtà aumentata, "dice Shea.
