Haptiska gränssnitt tillåter människor att hantera farliga eller ömtåliga material. Från laparoskopisk kirurgi till borttagning av radioaktivt avfall till den enkla handlingen att sätta en mobil på att vibrera, robotik blir känslig.
Nu, forskare från den kinesiska vetenskapsakademin har utvecklat ett ännu mer expansivt haptiskt gränssnitt som tillåter sju grader av rörelse. De vanligaste haptiska gränssnitten har vanligtvis tre grader av rörelse. Forskningsresultaten publicerades i numret 10 januari av IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , en gemensam publikation varannan månad av IEEE och Chinese Association of Automation..
"Med utvecklingen av mänskliga robotinteraktionsteknologier, haptiska gränssnitt används ofta för 3D-applikationer för att ge känselkänsla, " skrev medförfattaren Zeng-Guang Hou, en professor vid State Key Laboratory of Management and Control for Complex Systems. "Dessa gränssnitt har använts i medicinsk simulering, virtuell montering, och fjärrmanipuleringsuppgifter. Dock, haptisk gränssnittsdesign och kontroll är fortfarande kritiska problem för att återskapa människors mycket känsliga beröringskänsla."
Hou och hans team designade ett haptiskt gränssnitt baserat på en modifierad deltamekanism. Denna mekanism har en statisk basplattform till vilken tre identiska kedjor är anslutna och leder till en rörlig plattform. Mekanismen kan använda varje kedja för att röra sig i olika riktningar.
"Den största fördelen med denna arkitektur är dess låga tröghet, den kritiska delen av haptisk enhetsdesign, eftersom dess ställdon kan monteras på den fasta plattformen, Hou skrev, hänvisar till hur lite ansträngning som krävs för att få mekanismen att röra sig. "Dessutom, en mekanisk handled kan läggas till den rörliga plattformen för att realisera rotationsgraden av frihet."
Ingenjörerna designade en styrenhet för att känna av rörelse och visa hur mycket kraft operatören ska utöva. Gränssnittet styrs via en algoritm som hjälper till att upprätthålla jämvikt.
"Experimentella resultat visar det här gränssnittets goda kontrollprestanda, Hou skrev om sitt teams simuleringar och prototyptester. "Den dynamiska modellen och den haptiska styrenheten kan användas som referenser för modellbaserade styrsystem för att förbättra prestandan ytterligare."
Enligt Hou, det föreslagna haptiska gränssnittet är också lämpligt för sann haptisk interaktion, såsom känselförnimmelsen av en mobiltelefons vibrationsinställning, och teleoperationsapplikationer, såsom kirurgiska ingrepp.
