Virtuelles fühlen

Haptik-Lösungen für Virtual und Augmented Reality

Virtuelles fühlen

Man sieht sie in Museen und Galerien, auf Ladentischen und an Verkaufsständen: große Schilder mit der Aufschrift „Bitte nicht berühren!“ Der Grund dafür ist, dass wir Menschen haptische Wesen sind. Gegenstände, die uns interessieren, wollen wir spüren, um sie zu verstehen. Das steckt bereits in den Worten „be-greifen“ und „er-fassen“.

Die Virtual Reality (VR) und die Mixed oder Augmented Reality (AR) haben in den vergangenen Jahrzehnten beeindruckende Fortschritte gemacht. Sie haben uns das Tor zu einer neuen Welt geöffnet, in der wir nicht nur heldenhafte Abenteuer erleben können, sondern auch neue Zugänge zu Lerninhalten entstehen, Kommunikationswege vereinfacht werden oder mehr Raum für kreative Ansätze geboten ist.

Branchen wie die Unterhaltungsindustrie, Flugzeugbauer, Automobilhersteller und zulieferer sowie die Marketingabteilungen großer Konzerne haben das Potential dieser Technologien längst für sich entdeckt und nutzen VR und AR in unterschiedlicher Weise für ihre Zwecke – beispielsweise in der Markenkommunikation und im Service. Dabei zeigt sich, dass es überwiegend drei Bereichen sind, in denen die Technologie unschlagbare Vorteile bietet: im Ingenieurwesen, im Servicebereich und für Schulungszwecke.

Beispiel Industriesektor

Im industriellen Bereich können schon jetzt komplexe Anlage in Form eines 3D-Modells als sogenannter digitaler Zwilling dargestellt werden. Diese Modelle eignen sich etwa, um den Aufbau der Anlage zu erlernen oder bauliche und optische Veränderungen zu testen und dabei Kosten und Ressourcen zu sparen. Doch wenn es um haptische Sinneseindrücke geht, greifen wir ins Leere – noch, denn verschiedene Unternehmen erarbeiten bereits Lösungen, damit sich die virtuelle Welt bald täuschend echt anfühlt.

Ein realitätsnahes haptisches Feedback würde das Anwendungsspektrum von VR und AR abermals extrem erweitern und zusätzliche Möglichkeiten eröffnen. Zunächst ist zu erwarten, dass eine taktile Rückmeldung die Akzeptanz der Technologie weiter fördern würde, denn die virtuelle Welt ist besser, vertrauter und nutzerfreundlicher, je ähnlicher sie der realen wird. Zudem ergäben sich durch haptisches Feedback weitere Benefits, zum Beispiel wenn Techniker bei der Montage oder Wartung einer virtuellen Maschine vermittelt bekämen, wie fest eine Schraube angezogen oder wie weit ein Bolzen eingetrieben werden muss. Auch die Vermittlung von Gefahr – etwas durch das Fühlen virtueller Hitze – böte einen immensen Vorteil.

Von Haptik-Handschuhen bis zum Ganzkörperanzug

Um die VR und AR spürbar zu machen, bedienen sich Entwickler in der Regel eines Haptik-Zubehörs. Haptik-Handschuhe übertragen die Bewegung der Finger oder die Rotation der Hände und sind mit Sensoren ausgestattet, über die sie dem User taktile Rückmeldungen geben können.

Hapto, ein VR-Controller aus Singapur, wird über die Handfläche gestülpt. Er ist mit 20 mechanischen Knöpfen ausgestattet, die einzeln angesteuert werden können und dem User mittels Druck auf die Handinnenfläche ein haptisches Feedback vermitteln. Die Bewegung des Controllers wird über Lichtkreise an seinen Außenflächen übertragen.

Die in Frankreich ansässige Firma Go Touch VR hat den Handschuh auf einzelne Elemente reduziert, die je nach Bedarf an einen oder mehrere Finger gesteckt werden und das Greifen oder Berühren virtueller Gegenstände mit Vibrationsmotoren simulieren.

Die etwas überdimensioniert wirkenden Handschuhe Dexmo des chinesischen Startups Dexta Robotics können virtuelle Gegenstände nicht nur greifen, sondern vermitteln über Elektromotoren ein Gefühl für die Beschaffenheit eines Gegenstandes. Bei einem virtuellen Stein ist der Widerstand zwischen den Fingern stärker als bei einer Badeente.

Tatsächlich fühlen wir natürlich nicht nur mit den Fingern, weshalb es bereits Ansätze gibt, ein sensitives Feedback auf den gesamten Körper auszuweiten. Federführend in der Umsetzung dieser Idee ist das aus Seattle kommende Startup AxonVR. Mit dem AxonSuit soll ein Anzug entstehen, der Druck auf verschiedene Körperregionen ausüben, aber auch Hitze und Kälte simulieren kann. Der Anzug verfügt über eine taktile und eine Thermoschicht. Die taktile Schicht ist silikonbasiert und mit zahlreichen Bläschen versehen, die mit Luft gefüllt werden können und so Druckpunkte erzeugen. Beim Schießen eines virtuellen Balls erzeugt Druck auf den Spann ein realistisches haptisches Feedback. Die zweite Schicht, die das Temperaturempfinden beeinflusst, arbeitet mit Flüssigkeit.

Controller von Microsoft

Microsoft, das mit der HoloLens bereits über das technisch anspruchsvollste Produkt im Bereich VR-Brillen verfügt, unterstützt zahlreiche Forschungsprojekte zur Entwicklung von Haptik-Lösungen. Vier Controller machen derzeit mit spannenden Features auf sich aufmerksam.

Der CALW verfügt über einen motorisierten Arm, mit dem er dem Zeigefinger ein taktiles Feedback gibt. Dabei berücksichtigt er Aspekte wie die Position des Daumens oder die virtuelle Situation. Er weiß, wenn der User einen virtuellen Gegenstand greift und simuliert dies durch einen Widerstand zwischen den Fingern. Auch ein Gefühl für die Materialität des Gegenstandes kann vermittelt werden.

Das Haptic Wheel heißt nach einem Rädchen, das sich unter dem Zeigefinder des Users befindet, wenn dieser den Controller in der Hand hat. Es kann mit verschiedenen Materialien bestückt werden, die der User je nach virtueller Situation zu fühlen bekommt: ein Stück Filz für den Tischbezug, beschichteter Karton für eine Spielkarte, Hartplastik für den Jeton, wenn der User beispielsweise an einem virtuellen Spieltisch pokert. Durch Drehen des Rads unter dem gesenkten Finger wird das Streichen über eine Objektoberfläche simuliert.

Die Haptik Links bestehen faktisch aus zwei Controllern, die je nach Kontext mit verschiedenen Verbindungselementen in einer bestimmten Distanz und Position zueinander fixiert werden oder flexibel bleiben. So geben sie dem Nutzer das Gefühl, ein Lenkrad zu halten, ein Gewehr zu tragen oder einen Pfeil in einem Bogen zu spannen.

Der Canetroller ist eine Art Blindenstock, der virtuelle Gegenstände erkennt und dem User sowohl haptisch als auch akustisch anzeigt. Mit seiner Hilfe können blinde und sehbehinderte Menschen gefahrlos lernen, sich in der Realität zurechtzufinden. Berührt der Stock einen virtuellen Mülleimer, so ertönt ein dumpfes Geräusch und der Stock wird in seiner Bewegung unterbrochen, als pralle er vom Mülleimer ab. Dazu trägt der User zusätzlich eine Vorrichtung um die Hüfte. Sie bremst die Bewegung des Stocks ab, um einen Widerstand anzuzeigen.

STRATOS – eine Lösung ohne Zubehör

Einen Ansatz, der gänzlich ohne Haptik-Zubehör auskommt, verfolgt das Start-up Ultrahaptics mit der im Februar 2018 gelaunchten Plattform STRATOS. Durch Ultraschall-Wandler soll ein haptisches Feld im Raum erzeugt werden, das mit den Händen als Widerstand tastbar ist.

Als Unternehmen, das sich auf Augmented Reality Lösungen für industrielle Anwendungen spezialisiert hat, verfolgen wir bei VISCOPIC die Entwicklung haptischer Sinneseindrücke mit höchstem Interesse. Die ersten Ergebnisse bewerten wir als sehr vielversprechend und sind gespannt, wann wir mit den ersten marktfähigen Lösungen arbeiten können.

An dieser Stelle werden wir Sie über die weitere Entwicklung des Themas auf dem Laufenden halten und hoffen, das Potential haptischer VR-Anwendungen in naher Zukunft auch für Sie nutzbar machen zu können. Bis dahin unterstützen wir Sie mit den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, die AR und VR bereits jetzt bieten. Sprechen Sie uns an. Wir entwickeln mit Ihnen eine individuelle Lösung nach Ihren Bedürfnissen. Weitere Infos unter www.viscopic.com.



Once every quarter we inform you about all news concerning our company.

Please, fill in the subscription form. Information marked with * are mandatory.

Wir informieren Sie alle drei Monate über aktuelle Geschehnisse in unserem Unternehmen.

Mit * gekennzeichnete Felder müssen ausgefüllt werden.