¿Qué son los hápticos? Definición y aplicaciones

El término háptico se deriva de la palabra griega "haptikos", que significa sentido del tacto. El sentido del tacto se puede clasificar en activo y pasivo. La háptica se asocia principalmente con el tacto activo para comunicarse o reconocer elementos.

Puede referirse a cualquier forma de interacción que implique el tacto. Por ejemplo:

• En el campo de la comunicación no verbal, háptica se refiere a las formas en que los animales y las personas se comunican e interactúan a través del sentido del tacto.
• En términos de percepción, háptico significa literalmente la capacidad de "captar algo".
• En tecnología, la háptica se refiere a crear una experiencia táctil mediante la aplicación de fuerzas, movimientos o vibraciones al usuario.

En este artículo, nos hemos centrado en los aspectos tecnológicos de la háptica, incluida su historia, implementación y aplicaciones. Comencemos con lo básico:¿qué es realmente la háptica?

Definición: La háptica es la ciencia de aplicar la sensación táctil y el control a la interacción humana con aplicaciones informáticas. Un dispositivo háptico implica el contacto físico entre un usuario y una computadora a través de un dispositivo de entrada y salida, como controladores de juegos y joysticks.

¿Cómo se implementa la tecnología háptica?

La tecnología háptica se puede implementar de dos formas:vibración y Force feedback

1. Vibración: La mayoría de los dispositivos electrónicos ofrecen retroalimentación háptica mediante vibración. La vibración generalmente es generada por un motor eléctrico que consta de una masa desequilibrada en su eje de transmisión. Cuando el eje gira, hace girar la masa irregular, lo que hace que el dispositivo adjunto se mueva.

Los dispositivos modernos, como iPhones y MacBooks, utilizan la vibración para proporcionar retroalimentación háptica. Sin embargo, en lugar de motores eléctricos, utilizan una bobina móvil magnética para generar vibraciones. La masa se mueve de manera recíproca, proporcionando tiempos de respuesta más cortos e imágenes hápticas precisas.

2. Forzar retroalimentación: Muchos dispositivos utilizan motores para controlar el movimiento de los objetos que sostiene un usuario. Los sistemas de asistencia al conductor y los videojuegos de carreras son los mejores ejemplos de estos dispositivos. Giran el volante y presionan el acelerador o el freno para simular las fuerzas experimentadas al conducir un vehículo real.

Aplicaciones

Las primeras versiones de la tecnología háptica se utilizaron por primera vez en grandes aviones que presentaban sistemas de retroalimentación negativa con detección de errores. Se utilizaron para proporcionar advertencias de condiciones de vuelo peligrosas para que los operadores puedan "sentir" y sortear las barreras invisibles.

Un chaleco de retroalimentación de fuerza de Aura Interactor | Crédito de la imagen:Wikimedia

A principios de la década de 1970, se desarrolló el primer sistema de comunicación táctil en Bell Telephone Lab. Dos décadas más tarde, se desarrollaron dispositivos y sistemas de retroalimentación de fuerza portátiles con mecanismos de interfaz háptica personal.

Hoy en día, la tecnología háptica tiene decenas de aplicaciones, que van desde la robótica y la medicina hasta la realidad virtual.

1. Computadoras de escritorio y dispositivos móviles

Motor Taptic integrado en un iPhone | Crédito de la imagen:iFixit

Apple introdujo el diseño del panel táctil táctil en la serie MacBook. En 2015, la empresa incorporó trackpads "Force Touch" en todos los MacBooks, que simulan clics con un motor Taptic. Esta tecnología Force Touch utiliza sensores de presión para agregar otro método de entrada a los dispositivos Apple.

La mayoría de los teléfonos inteligentes utilizan retroalimentación háptica táctil para que los usuarios conozcan un toque ha sido aceptado. Algunos dispositivos utilizan tecnología háptica de superficie que crea efectos hápticos en pantallas táctiles y otras superficies físicas.

Además, los dispositivos de visualización táctil proporcionan información gráfica y de texto utilizando el sentido del tacto. Son increíblemente útiles para ayudar a las personas sordas o ciegas.

2. Videojuegos

El controlador de Xbox One cuenta con la tecnología Impulse Trigger

Juegos de arcade, como Fonz , comenzó a utilizar retroalimentaciones hápticas a mediados de la década de 1970. A fines del siglo XX, los dispositivos hápticos como joysticks, controladores de juegos y volantes se habían vuelto comunes.

Hoy en día, varios joysticks y controladores de consola vienen con dispositivos de retroalimentación integrados, incluida la tecnología Impulse Trigger de Microsft y la tecnología DualShock de Sony.

En 2018, Razer presentó un auricular inalámbrico llamado Nari Ultimate con un par de controladores hápticos de frecuencia ancha. Sony también está considerando incluir la resistencia de los controles de disparo para permitir una retroalimentación háptica más precisa en los controladores de PlayStation 5.

3. Automoción y aviación

La tecnología de retroalimentación háptica también se ha integrado en grandes paneles de control con pantalla táctil instalados en los tableros de los vehículos. Aumenta la seguridad al reconocer los comandos táctiles para que el conductor no tenga que apartar la vista de la carretera.

También proporciona información táctil adicional, como un patrón de vibración de alerta cuando se conduce por encima del límite de velocidad.

La industria de la aviación también ha adoptado tecnología háptica para comunicar cómo la maniobrabilidad se ve afectada por los límites de la envolvente de vuelo. Los sistemas hápticos utilizan la retroalimentación de fuerza y ​​rigidez para mitigar el riesgo de que los pilotos entren en estados de vuelo inseguros, como pérdida, exceso de velocidad o factores de carga excesivos.

4. Robótica

La nueva tecnología de control robótico llamada háptica se está desarrollando para realizar tareas complejas a través de la telepresencia. Los robots quirúrgicos, por ejemplo, permiten a los médicos operar desde el otro lado de la palabra o manipular elementos que son demasiado pequeños / ajustados para sus manos.

Varios estudios han demostrado que la incorporación de retroalimentación háptica al control de robots mejora la precisión y reduce el daño tisular. También puede permitir que los médicos se capaciten en pacientes que solo existen en la realidad virtual mientras obtienen la sensación de cortar y suturar de verdad.

Estos tipos de robots también serían útiles en diversas situaciones, como extraer personas de desastres, desactivar bombas o reparar instrumentos de naves espaciales sin prepararse para una caminata espacial.

Los investigadores han podido desarrollar un guante háptico con 120 actuadores de microfluidos que empujan contra la piel del usuario de la misma manera que lo haría un objeto de alcance. Cuando se monta en la mano robótica antropomórfica avanzada, puede sentir todo lo que pueden sentir las yemas de los dedos de una persona, incluida la temperatura, la fuerza y ​​la vibración.

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5. Medicina

Hápticos para toda la mano | Crédito:Centro de análisis de imágenes

En el campo médico, las interfaces hápticas se utilizan para la formación en procedimientos invasivos, como la radiología intervencionista y la laparoscopia, así como para la formación de estudiantes de odontología.

El Centro de análisis de imágenes ha estado trabajando en este campo durante más de una década:han desarrollado el sistema HASP que combina visualización estéreo con retroalimentación háptica de alta fidelidad para permitir pruebas preoperatorias para restaurar fragmentos óseos.

También han diseñado una herramienta de escultura háptica flexible, una herramienta de alineación háptica para el ensamblaje visual y la háptica de toda la mano con pantallas 3D reales.

6. Realidad virtual (VR)

Chaqueta háptica de NeoSensory

La tecnología háptica de realidad virtual ofrece una dimensión adicional al mundo artificial al permitir que los usuarios sientan el entorno virtual a través del sentido del tacto, además de la percepción audiovisual.

Muchas empresas están presentando productos hápticos intrigantes, como trajes hápticos de cuerpo entero o torso, para ofrecer una experiencia verdaderamente inmersiva.

Disney, por ejemplo, hizo una Force Jacket que simula experiencias físicas para las personas que la usan. Es un gato de 5 libras controlado por software con un sistema de válvulas que infla y desinfla 26 compartimentos de aire. El gato está diseñado para usarse en la industria del juego y el entretenimiento.

Otra empresa llamada NeoSensory está desarrollando una chaqueta háptica que permite al usuario sentir la pared que ha rozado, el toque de otro avatar, un abrazo, gotas de lluvia, disparos e incluso explosiones.

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Con todo, el futuro de la tecnología háptica no se limita a las teleoperaciones y los simuladores. En cambio, está integrado en toda la experiencia humana. Permitirá que más y más personas experimenten cosas que de otro modo nunca tendrían.