Auf dem Gebiet der haptic Feedback-Technologie herrscht reger Innovationsgeist.
Haptic Feedback bezeichnet die Verwendung von Berührungen und Vibrationen, um einem Benutzer Empfindungen oder Gefühle mitzuteilen. Es wird durch Software erzeugt, die auf die Interaktion eines Benutzers reagiert, wie wenn ein Controller bei bestimmten Aktionen in einem Videospiel vibriert oder wenn ein Smartphone ein Tastenklickgefühl vermittelt, wenn der Benutzer auf den Bildschirm drückt.
Haptic Feedback wird verwendet, um mehr Sinne des Benutzers anzusprechen und ein tieferes und intensiveres Erlebnis zu bieten. Produkte, die haptic Feedback bieten, bieten oft unterschiedliche Empfindungen, die mit verschiedenen visuellen und akustischen Reizen korrespondieren.
Was ist Haptic?
Haptic ist ein weit gefasster Begriff, der Technologien beschreibt, die die Tastsinne der Benutzer ansprechen. Haptic Technologie zielt auf den Tastsinn der Benutzer ab und wird manchmal als Neuheit angesehen, da so wenige digitale Produkte absichtliche taktile Erfahrungen bieten.
Seit den 1990er Jahren versuchen Unternehmen, Verbraucherprodukte zu entwickeln, die es den Benutzern ermöglichen, taktiles Feedback von Geräten zu erhalten und virtuelle Objekte zu „fühlen“ , was als Haptik bekannt wurde.
Das Haptikforschungsunternehmen Immersion Corporation begann in den 2000er Jahren mit der Entwicklung einer haptic Technologie für Virtual Reality -Spiele, die aus einer Exoskelettstruktur bestand , die Benutzer um ihre Hände tragen konnten. Manuel Cruz, Vizepräsident für Forschung und Benutzererfahrung bei Immersion , sagte, die Herstellungskosten des Produkts hätten das Unternehmen daran gehindert, damit fortzufahren, weil nur Universitäten und Forschungslabore es sich leisten könnten.
„Es geht immer um die Kosten, den Stromverbrauch und die Größe“, sagte Cruz über die haptic Technologie. „Das sind die Hauptprobleme, die wir immer haben, wenn wir diese Technologie auf den Markt bringen – denn am Ende des Tages müssen sich die Geräte verkaufen.“
Aufgrund dieser Hürde scheint die haptic Technologie noch immer auf ihren Durchbruch zu warten.
Wie funktioniert haptic Feedback?
haptic Geräte verwenden Werkzeuge wie Motoren, Sensoren und Lautsprecher, um haptic Feedback zu erzeugen. Geräte sind so programmiert, dass sie haptic Feedback ausgeben, wenn eine bestimmte Aktion ausgeführt wird. Der mechanische Reiz, den der Benutzer spürt, kann durch verschiedene Technologien wie Hauteindruckgeräte, Exoskelettgeräte oder vibrotaktile Technologie erzeugt werden.
Geräte zur Hauteindrückung sind in vielen haptic Technologien zu finden, beispielsweise in haptic Handschuhen oder anderen tragbaren Geräten . Diese Mechanismen komprimieren die Haut, um ein Gefühl wie das Berühren oder Bewegen eines Objekts zu imitieren.
Exoskelett-Geräte sind typischerweise in der Spieleindustrie zu finden und nutzen aktives Force-Feedback, um Reize zu erzeugen. Diese Geräte basieren auf elektromechanischen Motoren, die auf bestimmte Körperteile abzielen und mit einem Spielerlebnis korrelieren.
Vibrotaktile Technologie wird häufig in haptic VR-Geräten verwendet. Mit vibrotaktiler Technologie ausgestattete haptic Geräte verwenden piezoelektrische Aktuatoren und lineare Resonanzaktuatoren, um Rumpel- und Schüttelgefühle sowie Vibrationsmuster zu erzeugen.
Vorteile von haptic Feedback
Eintauchen
haptic Feedback bietet Benutzern ein immersives Erlebnis, indem taktile Empfindungen mit dem übereinstimmen, was sie sehen, hören oder womit sie interagieren. Denken Sie daran, wenn Sie auf einem Touchscreen-Gerät tippen und das Drücken einer Taste auf dem Bildschirm einen „Klick“-Effekt auslöst, als wäre die Taste ein 3D-Objekt. Dies kann auch für Unterhaltungserlebnisse gelten, bei denen der Controller eines Spielers vibrieren kann, wenn er ein Fahrzeug lenkt oder ein Ziel im Spiel trifft, oder wie der Sitz eines Kinozuschauers beim Ansehen eines 4D-Films wackeln kann.
Benutzerzugänglichkeit
Wenn in bestimmten Situationen spezifisches haptic Feedback auftritt, kann dies Aufschluss darüber geben, was auf dem Bildschirm passiert. Spüren Sie ein langes Rumpeln von Ihrem Telefon? Möglicherweise erhalten Sie einen Anruf. Ein kurzes Rumpeln? Dies könnte eine App-Benachrichtigung sein.
haptic Bewegungen verbessern die Zugänglichkeit für alle Benutzer, insbesondere aber für Benutzer mit Seh- oder Hörbehinderungen, da sie die Menschen auf wichtige Aktionen oder Momente aufmerksam machen, ohne dass sie das Gerät ansehen oder anhören müssen.
Genauigkeit der Touchscreen- und Gerätenavigation
Taktiles Feedback hilft Benutzern dabei, die „richtigen“ Aktionen zu erkennen oder die gewünschte Ausgabe von ihrem Gerät zu erhalten. Wenn Sie bei der Verwendung einer digitalen Tastatur oder eines Dashboards beim Drücken einer bestimmten Taste kein deutliches „Klicken“ spüren, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass Sie sich vertippt haben. Es hat sich gezeigt, dass haptic Feedback die Genauigkeit einiger Touchscreen-Aktionen und sogar beim Training für robotergestützte Chirurgie verbessert .
haptic Feedback vs. haptic Berührung
haptic Feedback ist die physische Reaktion, die der Benutzer von einem Gerät erhält, während Haptic Touch eine spezielle Form des haptic Feedbacks ist. Haptic Touch ist eine Funktion des iPhone SE, iPhone XR, iPhone 11 und späterer Modelle, die eine leichte Vibration auf dem Gerät auslöst und ein Menü öffnet, wenn man lange auf eine App drückt.
Arten von haptic Feedback
Vibrotaktiles Feedback
Vibrotaktiles Feedback stimuliert die Haut des Benutzers durch Vibrationen und ist eine der häufigsten Arten der Haptik. Dieses Feedback wird häufig für Mobiltelefone, Touchscreens, tragbare Elektronik und Videospiel-Controller verwendet. Vibrotaktiles Feedback ist einfach zu erzeugen und zu steuern, kann jedoch keine große Bandbreite körperlicher Empfindungen nachahmen.
Force-Feedback
Force Feedback stimuliert die Haut, Muskeln und Bänder des Benutzers, um realistischen Druck und Gewicht auf dem Körper zu simulieren. Force Feedback wird tief genug angewendet, um das Muskel-Skelett-System zu aktivieren und ganze Körperteile wie eine Hand oder einen Finger bewegen zu können. Dies ist anders als bei den meisten Haptiken, die nur die oberste Hautschicht beeinflussen.
Force-Feedback-Haptiken sind entweder biomimetisch oder nicht-biomimetisch gestaltet, d. h. sie sind so geformt, dass sie Teile des menschlichen Körpers imitieren, oder sie sind nicht als solche geformt. Biomimetische Force-Feedback-Geräte können tragbare Geräte wie Exoskelette und haptic Handschuhe umfassen . Nicht-biomimetische Geräte können Lenkräder sein, die man in Arcade-Rennspielautomaten oder Fahrsimulatoren findet.
Elektrotaktiles Feedback
Elektrotaktiles Feedback verabreicht elektrische Impulse, um die Haut und ihre Nerven bis hin zu den Nervenenden zu stimulieren. Es funktioniert, indem Elektroden direkt auf die Haut des Benutzers gelegt werden, und erfordert keine mechanischen oder beweglichen Hardwareteile, um zu funktionieren. Dieses Feedback kann auch verschiedene Arten von Empfindungen emulieren, indem der Impulsstrom, die Spannung, die Elektrodengröße oder das Elektrodenmaterial angepasst werden. Elektrotaktiles Feedback kann in Szenarien wie medizinischem Training, Teleoperation oder Gaming und VR eingesetzt werden.
Taktiles Feedback durch Ultraschall
Ultraschall-Takt-Feedback oder Ultraschall-Takt-Feedback ahmt die Empfindung realer Objekte nach, indem hochfrequente Ultraschallwellen in die Luft abgegeben werden. Dieses Feedback nutzt die Zeitumkehrakustik, bei der Schallwellen auf einen bestimmten Bereich im Raum gerichtet werden, wodurch Turbulenzen entstehen und Druck simuliert wird. Tragbare Geräte müssen kein Ultraschall-Takt-Feedback spüren, was den Benutzern natürlichere Bewegungen ermöglicht.
Thermische Rückkopplung
Thermische Rückmeldungen simulieren Temperaturveränderungen auf der Haut, als ob ein Benutzer etwas Heißes oder Kaltes berührt. Dies geschieht, indem ein Gitter aus Aktuatoren auf die Haut aufgebracht wird, das Energie in Wärme umwandelt und diese über Körperteile verteilt. Im Gegensatz zu vibrotaktiler Rückmeldung sind für thermische Rückmeldungen keine großen Aktuatoren erforderlich, da Menschen die Position thermischer Reize nicht so genau bestimmen können wie taktile Reize. Allerdings muss sich die Wärmeenergie bei thermischer Rückmeldung schnell genug bewegen, um realistisch zu wirken. Daher kann mehr Energie erforderlich sein, damit thermische Rückmeldungen die Empfindungen taktiler Rückmeldungen hervorrufen.
Haptik Beispiele
haptic Controller
Wenn man heute über Haptik spricht, kommt man nicht umhin, den 2020 eingeführten DualSense-Controller der PlayStation 5 zu erwähnen. Der PS5-Controller kann präzise Vibrationen erzeugen, die die Spielsituationen ergänzen. PlayStation hat seit der Veröffentlichung des ersten haptic Gamepads, des DualShock-Controllers , im Jahr 1997 einen langen Weg zurückgelegt. Die „Rumble“-Technologie des DualShock nutzte an rotierenden Motoren befestigte Gewichte, um starke, aber sich wiederholende Vibrationen zu erzeugen.
Der DualSense verwendet stattdessen Elektrizität, um kleine Metallspulen zum Vibrieren zu bringen , was zu viel präziseren Vibrationen führt. Diese Technik ermöglicht es Spieleentwicklern, Vibrationen besser an Spielsituationen anzupassen. Beispielsweise erleben Spieler unterschiedliche Empfindungen, wenn ihre Avatare über verschiedene Arten von Gelände wie Gras, Asphalt und Sand laufen.
Der DualSense verfügt außerdem über adaptive Trigger, die Spieleentwickler so programmieren können, dass sie unter bestimmten Umständen Widerstand bieten, wenn Spieler die Trigger betätigen. Dadurch kann das Gameplay realistischer wirken, beispielsweise indem es eine Ladehemmung einer Waffe nachahmt oder den richtigen Widerstand bietet, wenn der Avatar ein Objekt zieht.
haptic Anzug
Das koreanische Startup bHaptics entwickelt eine Reihe haptic Anzüge, die mit kompatiblen VR-Spielen kombiniert werden können, um noch mehr Realismus zu erzeugen. Der Anzug besteht aus einer Weste, Armbändern, Controllern und einem Headset, die alle über Komponenten verfügen, die Vibrationen an den Spieler übertragen. Wenn der Spieler beispielsweise bei Ego-Shooter-Spielen getroffen wird, vibriert der Anzug entsprechend .
Beim VR-Gaming wird vor allem auf realistische, immersive Erlebnisse Wert gelegt, weshalb es nicht mehr lange dauern wird, bis weitere Unternehmen ihre eigenen Versionen haptic Anzüge entwickeln.
Ultraschall-Lautsprecher
Ultraleap verkauft haptic Hand-Tracking-Technologie , die Ultraschall statt Vibrationen verwendet, um haptic Empfindungen zu übertragen. Diese Geräte bestehen aus einer Reihe kleiner Ultraschalllautsprecher, die Ultraschallwellen durch die Luft senden, die an bestimmten Brennpunkten aufeinandertreffen. Benutzer können ihre Hände durch den Raum vor dem Gerät bewegen und die Landschaft der Brennpunkte spüren, die auf der Haut als Druck wahrgenommen werden und so die haptic Empfindungen erzeugen. Die Technologie könnte irgendwann in Standard-Virtual-Reality-Spielsysteme integriert werden, um den Spielern eine weitere Möglichkeit der Interaktion mit der virtuellen Welt zu bieten.
iPhone-Haptik
Apple verwendet anstelle von gewichteten Motoren eine lineare Resonanzaktuatortechnologie , um haptic Feedback in Mobilgeräten und Laptops zu erzeugen.
Das haptic Feedback bei Mobilgeräten ist präziser geworden und kann dadurch das mobile Erlebnis verbessern. Apple verwendet haptic Feedback, um deutlicher zu machen, wann bestimmte Arten von Aktionen aufgetreten sind, z. B. erfolgreiche Bestätigungen oder Fehler.
Apples Taptic Engine wurde ursprünglich 2015 in der Apple Watch eingeführt und später in das iPhone integriert. Sie verwendet dieselbe Technologie wie der DualSense-Controller der PlayStation, wobei elektrische Ströme eine Resonanzspule speisen, die präzise und leicht steuerbare Vibrationen erzeugt. Spiele auf iOS, wie das Rennspiel GRID Autosport, verwenden das Feedback, um dem Benutzer realistische Empfindungen zu vermitteln.
Dank der standardisierten Engine von Apple lässt sich haptic Feedback problemlos in Apps integrieren und ermöglicht Entwicklern, in Spielen und anderen Anwendungen mit Haptik zu experimentieren.
Haptik bei Touchpads
Lenovo hat sich Apple angeschlossen und stattet seine Laptops nun mit haptic Trackpads aus .
Eine weitere haptic Innovation, die Apple 2015 einführte, war das haptic Trackpad auf MacBooks – statt das Trackpad aus einer einzigen großen Taste zu machen, nutzte Apple haptic Feedback unter einem unbeweglichen Trackpad, um das Gefühl eines Tastenklicks zu imitieren.
Der Wechsel zu einem haptic Trackpad ist ein Vorteil, da dadurch die Wahrscheinlichkeit eines physischen Defekts verringert wird. Eine mechanische Taste bewegt sich im Laufe ihrer Lebensdauer unzählige Male auf und ab, was dazu führen kann, dass das Trackpad kaputt geht. Haptik eliminiert diesen mechanischen Vorgang und verlängert so die Lebensdauer des Geräts.
Apples Patent auf diese Innovation hinderte andere Unternehmen daran, schnell eigene Versionen zu entwickeln. Lenovos ThinkPad verfügt nun jedoch über diese Fähigkeit , dank des Hardware-Unternehmens Sensel, das das Trackpad für den Laptop liefert.
Tragbare Wellness-Geräte
Das Apollo- Gerät nutzt Haptik um der Haptik willen – um ein wohltuendes Gefühl zu erzeugen, das den Benutzern hilft, sich ruhig und entspannt zu fühlen.
Es sieht zwar aus wie eine Smartwatch, aber Apollos tragbares Gerät kümmert sich mehr um die emotionale Gesundheit seines Benutzers als darum, Apps auf seiner Oberfläche anzuzeigen. Apollo kann am Handgelenk oder am Knöchel getragen werden und verwendet Vibrationen, um den Benutzern zu helfen, sich entspannt und energiegeladen zu fühlen.
Rezensenten haben berichtet , dass sie sich durch die Verwendung des Geräts tatsächlich besser fühlten und in manchen Fällen leichter einschlafen konnten. Das Gerät wird über ein Telefon gesteuert, wo Benutzer aus einer Reihe von Vibrationsmustern und -intensitäten auswählen können.
Als Grundlage für das Produkt und die verschiedenen Vibrationsmodi nennt das Unternehmen universitäre Forschungsstudien. Apollo vergleicht die Vibrationen des Geräts mit tiefem Atmen – beides hilft, ein meditatives Gefühl zu erzeugen und hilft den Benutzern, sich gesund und geerdet zu fühlen.
Kopfhörer
Die haptic Kopfhörer der Nari-Serie von Razer wandeln die intensivsten Geräusche in Vibrationen um , die über das Headset spürbar sind.
Obwohl es sich technisch gesehen um ein Gaming-Headset handelt, ist für die Verwendung keine spezielle Programmierung erforderlich und es funktioniert genauso gut zum Hören von Spotify.
Das Headset wandelt intensive Geräusche, wie Explosionen im Spiel oder einen starken Bass, in Vibrationen um, die man am Gerät spürt. Wer einmal erleben möchte, wie es ist, „ ein Paar Subwoofer auf dem Kopf zu tragen “, für den sind haptic Kopfhörer vielleicht genau das Richtige.
Haptik im Lenkrad
Durch haptic Feedback können Fahrer ihren Blick auf die Straße richten und sich auf sie konzentrieren , anstatt auf den Bildschirm.
In einigen Funktionen der Elektrofahrzeuge von Audi ab dem Jahr 2022 ist haptic Feedback-Technologie integriert , darunter im Touchscreen des Fahrzeugs und in den Tasten am Lenkrad.
haptic Feedback auf den Fahrzeugschnittstellen hilft dem Fahrer, den Blick auf der Straße zu behalten, während er andere Funktionen nutzt. Touchscreens sind während der Fahrt besonders schwierig zu bedienen, aber haptic Feedback kann dem Fahrer mitteilen, ob eine Taste erfolgreich ausgewählt wurde, wodurch ein zusätzlicher Blick zurück auf den Bildschirm entfällt append.
haptic Braillezeilen
Forscher entwickeln ein Ultraschallverfahren, um Brailleschrift auf die Fingerspitzen des Benutzers zu projizieren.
Moderne Geräte verfügen über viele Eingabehilfefunktionen, wie etwa Bildschirmlesegeräte, die Benutzern Texte und Beschreibungen der Benutzeroberfläche vorlesen können. Für Benutzer mit Sehbehinderung kann das Lesen von Brailleschrift jedoch immer noch nützlich sein.
Es gibt aktualisierbare Braillezeilen. Sie haben mechanische Stifte, die in Löcher auf einer flachen Oberfläche gehoben und gesenkt werden, und Benutzer bewegen ihre Finger über die Oberfläche, um den Text zu lesen. Diese mechanischen Anzeigen können jedoch klobig und langsam sein.
Deshalb entwickeln Forscher Geräte, die virtuelle Brailleschrift zu einer praktikableren Option machen. Die Universität Bayreuth hat HaptiRead entwickelt , ein Gerät, das mithilfe von Ultraschallwellen Brailleschrift auf die Fingerspitzen des Benutzers projiziert, und die University of Washington hat V-Braille entwickelt , eine Infrastruktur, die auf Smartphones angewendet werden kann und Brailleschrift durch Vibrationen simuliert. Obwohl keine der beiden Technologien für die Öffentlichkeit verfügbar ist, haben diese Grundlagen das Potenzial, Brailleschrift zu einer guten Alternative zu anderen Arten unterstützender Technologie zu machen.
Häufig gestellte Fragen
Haptic beschreibt Technologien, die Benutzern taktiles Feedback geben und ihre Tastsinne aktivieren.
Bei haptic Feedback handelt es sich um die Nutzung von Berührung und Vibrationen, um einem Benutzer körperliche Empfindungen oder Gefühle mitzuteilen.
Beim haptic Feedback werden Vibrationen, Kräfte, elektrische Impulse oder Schallwellen auf die Haut oder den Körper eines Benutzers ausgeübt, um ein Berührungsgefühl zu simulieren.
Haptic Feedback trägt dazu bei, das Eintauchen, die Zugänglichkeit und die Genauigkeit der Gerätenavigation für Benutzer zu verbessern.