Forscher präsentieren ultraleichten Haptik-Handschuh "Dextres"

15.10.2018 Tomislav Bezmalinovic

Forscher der ETH Zürich und der EPFL haben einen Haptik-Handschuh für Virtual Reality entwickelt. Das Besondere am "Dextres" genannten Gerät: Es wiegt weniger als acht Gramm und kann mit Batterien betrieben werden.

Der Handschuh soll trotz geringer Energiezufuhr einen Widerstand von bis zu 40 Newton generieren können. Das entspricht einer Kraft, die durch vier Kilogramm erzeugt wird. Mit zwei Millimetern ist der Handschuh außerdem erstaunlich dünn.

"Unser Ziel war es, ein leichtgewichtiges Gerät zu entwickeln, das anders als bestehende VR-Handschuhe kein sperriges Exoskelett, Pumpen oder sehr dicke Kabel benötigt", erklärt Herbert Shea, Leiter des an der Entwicklung beteiligten Soft Transducers Laboratory (LMTS) der EPFL.

Die dazugehörige VR-Software samt Test-Setup wurde von Forschern der ETH Zürich entwickelt.

Fast kein Energieverbrauch

Der Handschuh besteht aus Baumwolle und elastischen Metallbändern, die über die Finger laufen. Die Bänder sind an mehreren Stellen durch einen dünnen Isolator voneinander getrennt.

Wenn die Finger des Handschuhträgers mit einem virtuellen Objekt in Kontakt kommen, erzeugt die Software in den Nahtstellen der Metallbänder eine Spannungsdifferenz. Dadurch kleben sie aufgrund elektrostatischer Anziehung zusammen.

Die Folge: Bewegungen der Finger oder des Daumens werden blockiert, um realen Widerstand zu simulieren. Sobald die Spannung unterbrochen wird, gleiten die Metallbänder wieder reibungslos, und der Träger kann seine Finger frei bewegen.

Der Handschuh wird derzeit über ein dünnes Kabel mit Strom versorgt. Dank der geringen erforderlichen Spannung und Leistung könnte eine kleine Batterie diese Aufgabe übernehmen. "Das System benötigt so wenig Strom, weil keine Bewegung erzeugt, sondern eine gebremst wird", erklärt Shea.

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Erweiterung des Produkts geplant

Der Prototyp ist natürlich nur ein erster Schritt in Richtung einer überzeugenden Haptik-Simulation. Das wissen auch die an der Entwicklung beteiligten Forscher: "Die menschliche Sensorik ist hochkomplex. Die Wiedergabe eines realistischen Haptik-Feedbacks stellt deshalb eine große Herausforderung dar, die zurzeit noch ungelöst ist", sagt Otmar Hilliges, Leiter des Advanced Interactive Technologies Lab der ETH Zürich.

Anders als viele andere Haptik-Handschuhe, die für die Industrie konzipiert sind, wurde der Prototyp für Spieler gemacht.

"Games sind heute der grösste Markt. Es gibt jedoch zahlreiche weitere mögliche Anwendungsgebiete, insbesondere im Gesundheitswesen – beispielsweise für die Schulung von Chirurgen. Möglich wäre der Einsatz der Technologie auch in Augmented-Reality-Anwendungen", so Shea.

Als nächstes sollen in Zürich weitere Tests durchgeführt werden. Das Ziel ist eine Vergrößerung des Gerätemaßstabs mittels eines leitfähigen Gewebes, sodass man die Technologie auch für andere Körperteile verwenden kann.

Der Handschuh wird am kommenden "ACM Symposium on User Interface Software and Technology" (UIST) einem Fachpublikum vorgestellt.

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