Migliorare l’esperienza virtuale con la sensazione tattile è diventato un tema caldo, ma i dispositivi di oggi rimangono tipicamente ingombranti e aggrovigliati da fili. I ricercatori della City University of Hong Kong (CityU) hanno recentemente sviluppato un avanzato sistema di interfaccia aptica (tattile) wireless, chiamato WeTac, da indossare sulla mano, che presenta caratteristiche morbide e ultrasottili e raccoglie dati personalizzati sulla sensazione tattile per fornire una vivida esperienza nel metaverso. Il dispositivo è stato pensato per permettere agli utenti di percepire gli oggetti virtuali in diversi scenari, come afferrare una palla da tennis nell’allenamento sportivo, toccare una pianta, eccetera.
Il sistema ha un potenziale applicativo nei giochi, negli allenamenti sportivi e di abilità, nelle attività sociali e nei controlli robotici a distanza. “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 dichiarato il dottor Yu Xinge, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica (BME) della CityU, che ha guidato la ricerca. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Machine Intelligence come articolo di copertina, intitolato “Encoding of tactile information in hand via skin-integrated wireless haptic interface”.
I guanti aptici esistenti si basano per lo più su pompe e condotti d’aria ingombranti, alimentati e controllati attraverso un mucchio di cavi e fili, che ostacolano gravemente l’esperienza immersiva degli utenti. Il nuovo WeTac supera queste carenze con il suo sistema elettrotattile wireless, morbido ed integrato nella pelle. Il sistema è composto da due parti: un’unità driver morbida e miniaturizzata, fissata all’avambraccio come pannello di controllo, e un cerotto per la mano con elettrodi a base di idrogel come interfaccia aptica.
L’intera unità driver pesa solo 19,2 g ed è sufficientemente 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. Presenta una grande flessibilità e garantisce un feedback efficace in varie pose e gesti.
Alta densità di pixel per un’esperienza personalizzata
“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 altro importante collo di bottiglia dell’attuale tecnologia aptica”.
La caratteristica ultra-morbida di WeTac consente 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 fornito 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. In questo modo, le informazioni tattili virtuali, comprese le sequenze spaziali e temporali, possono essere riprodotte fedelmente 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. Il dispositivo è dotato di diverse misure di sicurezza integrate per proteggere gli utenti dalle scosse elettriche e la temperatura del dispositivo è mantenuta in un intervallo relativamente basso, compreso tra 27 e 35,5°C, per evitare di causare disagi termici durante il funzionamento continuo.
