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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
AREA 09 – ING. IND. E DELL'INF. – SSD ING-INF/04 (AUTOMATICA) - ROBOTICA; AREA 09 – ING. IND. E DELL'INF. – SSD ING-INF/04 (AUTOMATICA) - SISTEMI APTICI; AREA 09 – ING. IND. E DELL'INF. – SSD ING-INF/04 (AUTOMATICA) - CONTROLLO DI ROBOT; AREA 09 – ING. IND. E DELL'INF. –SSD ING-INF/04 - INTERFACCE UOMO/MACCHINA MULTIMEDIALI E PERCEZIONE; AREA 09 – ING. IND. E DELL'INF. –SSD ING-INF/04 - INTERAZIONE UOMO/MACCHINA

AIDA: Applicazioni e Design di interfacce Aptiche: contatto soffice, multi-punto e integrazione multi-modale

Università degli Studi di Bologna
Abstract
L'obiettivo principale del progetto AIDA è quello di studiare e sviluppare interfacce aptiche innovative. In particolare, considerando nello specifico la realtà dei dispositivi attuali, sia disponibili in commercio che sviluppati in molti laboratori di ricerca, si può notare che:

1) la maggior parte dei dispositivi finora sviluppati permette un solo punto di interazione con gli oggetti virtuali, mentre si può facilmente osservare come gli esseri umani usino diverse dita della mano per manipolare un oggetto. Sarebbe pertanto di notevole interesse sviluppare interfacce che consentano una interazione multi-punto con gli oggetti virtuali, che risulterebbe molto più naturale per l'operatore.

2) la maggior parte delle ricerche svolte hanno come obbiettivo quello di aumentare la massima rigidezza degli oggetti virtuali che è possibile rendere attraverso il dispositivo, mentre si può facilmente riscontrare come molti degli oggetti con cui interagiamo quotidianamente non sono rigidi e inoltre sono caratterizzati da altre proprietà notevoli, quale ad esempio la tessitura della superficie. Occorre altresì notare come l'interazione con il mondo reale coinvolga contemporaneamente diversi canali sensoriali come il tatto e la visione. Chiaramente lo sviluppo di algoritmi e di dispositivi hardware capaci di rendere queste proprietà secondo modalità di tipo "multimodale" aumenterebbe sensibilmente le performance e le possibilità di impiego di tali strumenti >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio MELCHIORRI Università degli Studi di BOLOGNA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivo principale del progetto AIDA è lo studio e sviluppo di dispositivi aptici di nuova concezione, che cerchino di superare alcune limitazioni dei dispositivi attualmente reperibili in commercio. In particolare, questa proposta intende da un lato studiare e realizzare prototipi di interfacce aptiche "multi-punto", che possano quindi permettere una interazione più naturale con oggetti virtuali, dall'altro sviluppare algoritmi e hardware per il rendering di oggetti complessi (deformabili, con texture, attrito, ecc) in modo multi-modale, cioè tramite più e diversi stimoli sensoriali. Un aspetto che viene considerato di grande importanza in questo progetto è che questo tipo di studi deve considerare anche il fatto che un operatore umano è presente nel loop di controllo,e quindi è opportuno analizzare le capacità umane di interagire e di percepire informazioni dall'ambiente.
Le attività previste implicheranno lo sviluppo di algoritmi per il controllo contemporaneo di diverse interfacce aptiche, la modellazione e simulazione di oggetti visco-elastici, il progetto e lo studio di sistemi in grado di fornire sensazioni di tipo tattile, lo studio delle capacità umane di presa e manipolazione. Si noti che questo tipo di studi può trarre vantaggio da (e di fatto anche contribuire a) ricerche nel campo della manipolazione destra con mani robotiche, dove alcuni dei partecipanti ad AIDA hanno una ben consolidata esperienza.
Oltre allo scopo generale di studiare e >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Le interfacce aptiche sono sistemi robotici con un sistemi di controllo molto veloci e potenti che generano una interazione uomo-macchina tramite il senso del tatto e la resa di forza. Sebbene la "realtà virtuale" e le "interfacce aptiche" siano spesso considerate tecnologie recenti, i primi esempi di tali dispositivi possono essere fatti risalire agli anni '50, con la comparsa di simulatori di volo realizzati dalle industrie di aerei e dalla U.S. Air Force durante e appena dopo la II guerra mondiale (per una descrizione degli sviluppi storici dei metodi fisici utilizzati per fornire sensazioni di tipo aptico nell'interazione uomo-macchina, si vedano per esempio [24-28] e il più recente [29]). Ciò nonostante, è stato solo agli inizi degli anni '90 che sono apparse le prime interfacce aptiche capaci di fornire stimoli sensoriali credibili a un costo ragionevole, usando dispositivi di interfacciamento uomo-macchina di dimensioni accettabili. Il primo gruppo di ricerca dedicato specificatamente ai sistemi aptici fu creato nei primi anni ‘90 (Touch Lab del MIT nel 1990). Il primo Simposio sulle Interfacce aptiche per realtà virtuale e sistemi di telemanipolazione ha avuto luogo nel 1992 e, in Europa, la prima edizione di EuroHaptic si è avuta nel 2000. E' facilmente comprensibile come la maggior parte delle ricerche condotte negli anni '90 fosse rivolta alla soluzione delle principali difficoltà tecniche, parte delle quali ancora presenti, per la realizzazione di interfacce >>>