Una mano virtuale in grado di ricreare le stesse sensazioni della nostra pelle e cambiare il modo di vivere la realtà virtuale
Il limite più grande, per ora, della realtà virtuale è l’impossibilità di coinvolgere altri sensi oltre alla vista o l’udito. Se nel mondo virtuale tocchiamo un oggetto, ad esempio, non possiamo ricevere una sensazione tattile come sentire la sua superficie o il suo peso.
Una nuova invenzione, però, sta per cambiare tutto questo, creando un nuovo modo per vivere la realtà virtuale.
Nuova pelle
Il sistema, sviluppato da un team della City University di Hong Kong (CityU), si indossa sulla mano e ha caratteristiche morbide e ultrasottili. Raccoglie dati personalizzati sulle sensazioni tattili e ha potenziali applicazioni nei giochi, negli allenamenti sportivi e di abilità, nelle attività sociali e nei controlli robotici a distanza, hanno dichiarato i ricercatori.
“Il feedback tattile ha un grande potenziale, insieme alle informazioni visive e sonore, nella realtà virtuale (VR), quindi abbiamo cercato di rendere l’interfaccia aptica più sottile, più morbida, più compatta e senza fili, in modo da poterla usare liberamente sulla mano, come una seconda pelle”, ha detto il dottor Yu Xinge, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica (BME) della CityU, che ha guidato la ricerca.
I guanti aptici esistenti si basano per lo più su pompe e condotti d’aria ingombranti, alimentati e controllati tramite cavi e fili, che ostacolano l’esperienza immersiva degli utenti di VR e AR, ha dichiarato il team. WeTac mira a superare questo problema con il suo sistema elettrotattile wireless integrato nella pelle.
Il sistema è composto da due parti: un’unità di pilotaggio morbida e miniturizzata, fissata all’avambraccio come pannello di controllo, e un patch per la mano con elettrodi a base di idrogel come interfaccia aptica.
L’intera unità di pilotaggio pesa solo 19,2 g ed è abbastanza piccola (5 cm x 5 cm x 2,1 mm) da poter essere montata sul braccio. Utilizza la comunicazione wireless Bluetooth a bassa energia (BLE) e una piccola batteria ricaricabile agli ioni di litio. Il patch per la mano ha uno spessore di soli 220 µm – 1 mm, con elettrodi sul palmo.
Secondo il team, presenta una grande flessibilità e garantisce un feedback efficace in varie pose e gesti.
Si adatta ad ogni persona
“La stimolazione elettrotattile è un buon metodo per fornire agli utenti un tocco virtuale efficace”, ha spiegato il dottor Yu. “Tuttavia, poiché gli individui hanno sensibilità diverse, la stessa forza di feedback potrebbe essere percepita in modo diverso dalle mani dei diversi utenti. Dobbiamo quindi personalizzare di conseguenza i parametri di feedback per fornire uno strumento universale a tutti gli utenti ed eliminare un’altra importante strozzatura dell’attuale tecnologia aptica”.
Le caratteristiche ultra-morbide di WeTac consentono di mappare facilmente le correnti di soglia per i singoli utenti, per determinare i parametri ottimizzati per ogni parte della mano.
Sulla base dei dati di soglia personalizzati, il feedback elettrotattile può essere erogato su richiesta a qualsiasi parte della mano in un intervallo di intensità adeguato per evitare di causare dolore o di essere troppo debole per essere percepito, ha confermato il team. In questo modo, le informazioni tattili virtuali, comprese le sequenze spaziali e temporali, possono essere riprodotte su tutta la mano.
I cerotti WeTac vengono indossati sulle mani per fornire modelli di feedback spazio-temporali programmabili, con 32 pixel di stimolazione elettrotattile sul palmo della mano anziché solo sulla punta delle dita. La distanza media da centro a centro tra gli elettrodi è di circa 13 mm, per un’ampia copertura della mano.
Sono state adottate misure di sicurezza per proteggere gli utenti dalle scosse elettriche e la temperatura del dispositivo viene mantenuta in un intervallo compreso tra 27 e 35,5°C per evitare di causare disagi termici durante il funzionamento continuo.
Pronto per la realtà virtuale
WeTac è stato integrato con successo in scenari VR e AR e sincronizzato con mani robotiche attraverso la comunicazione BLE. Gli utenti possono percepire gli oggetti virtuali in diversi scenari, come afferrare una palla da tennis nell’allenamento sportivo, toccare un cactus o sentire un mouse che scorre sulla mano.
Il dottor Yu lo descrive come un “potente strumento” per fornire il tocco virtuale, aggiungendo che il team ritiene che sia di ispirazione per lo sviluppo del metaverso, dell’interfaccia uomo-macchina e di altri campi.