Emulating Textures Using Vibrotactile Technology: HaptTech System and its Adaptation to a Commercial Kinesthetic Interface

• Autores: Mauricio Santís Chaves, Juan Camilo Franco Mesa, José Fernando Zapata, Jonathan Andrés Hernández Calle, Sergio Alexander Salinas, Vera Zasúlich Pérez Ariza
• Localización: Ingeniería e Investigación, ISSN-e 2248-8723, ISSN 0120-5609, Vol. 42, Nº. 3, 2022
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Emulando texturas usando tecnología vibrotáctil: sistema HaptTech y su adaptación a una interfaz cinestésica comercial
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• Resumen
  • español

    Este artículo presenta el desarrollo y pruebas de un prototipo de interfaz táctil, HaptTech, que aplica al dedo patrones de estímulo vibrotáctil, así como un análisis de su desempeño cuando se acopla con la interfaz cinestésica comercial Novint Falcon. Su aplicabilidad en el entretenimiento digital espera mejorar el nivel de inmersión en escenarios de realidad virtual. En el primer experimento, un grupo de 75 personas comparó tres estímulos de vibración que emulaban diferentes texturas. Evaluaron el estímulo en una escala de 1 a 10, donde 1 significa ‘diferencias no perceptibles’ diferencias y 10 significa ‘completamente diferenciables’. Los promedios fueron 9 (texturas 1 y 3), 8,29 (texturas 1 y 2) y 7,43 (texturas 2 y 3), indicando la capacidad del HaptTech de reproducir estímulos diferenciables. En el segundo experimento, 31 sujetos evaluaron el acople entre HaptTech y Novint Falcon. Los participantes percibieron diferencias cuando el sistema HaptTech se activaba en el contexto de una comparación entre estímulos cinestésicos y estímulos cinestésicos y vibrotáctiles. En el tercer experimento, los sujetos evaluaron la similitud entre el estímulo percibido en la mano y un patrón de textura visualizado en un ambiente virtual. Las medianas resultantes fueron 8, 8 y 9 para las texturas 1, 2, y 3 respectivamente, lo cual demuestra que los sujetos percibieron una alta correspondencia para cada una.

  • English

    This article presents the development and testing of a tactile interface prototype, HaptTech, that applies vibrotactile stimulation patterns to the fingertip, as well as an analysis of its performance when coupled to the commercial kinesthetic interface Novint Falcon. Its applicability in digital entertainment expects to improve the level of immersion into virtual reality scenarios. In the first experiment, a group of 75 subjects compared three different vibration stimuli that emulated different textures. They evaluated the stimuli on a 1 to 10 scale, where 1 means ‘non-perceivable differences’ and 10 means ‘entirely differentiable’. The obtained mean values were 9 (textures 1 and 3), 8,29 (textures 1 and 2), and 7,43 (textures 2 and 3), indicating HaptTech’s capability to reproduce differentiable stimuli. In the second experiment, 31 subjects evaluated the coupling between HaptTech and Novint Falcon. They perceived differences when the HaptTech system was activated in the context of a comparison between kinesthetic and vibrotactile plus kinesthetic stimuli. In the third experiment, the subjects evaluated the similarity between the perceived stimuli on the hand and a visualized texture pattern in a virtual environment. The resulting median values were 8, 8, and 9 for textures 1, 2, and 3, respectively, which demonstrate that the subjects perceived a high correspondence for each one.