Haptik und das 3D-Internet
Was Haptik für simulationsbasiertes Training, Fernsteuerung und fortschrittliche Inhaltsgestaltung bedeutet.
Warum Haptik, und warum jetzt?
Die jüngste exponentielle Zunahme bei der Erstellung von Inhalten für das 3D-Internet sorgt für eine große und reichhaltige Vielfalt an Erlebnissen, um die endlosen Bedürfnisse derjenigen von uns zu befriedigen, die die virtuelle Welt nicht nur sehen, sondern auch berühren wollen. Das ist die Funktion der haptischen Technologie - die elektromechanische Stimulation des Tastsinns.
Diese Technologie hat es Haply Robotics spannende Anwendungen in Bereichen wie dem Metaverse, der Industrierobotik, der Automatisierung und Überwachung sowie der VR-Simulation (virtuelle Realität) zu entwickeln. Neue Technologien wie 3D-Displays für Unternehmen, Simulations-Engines und 5G schaffen eine Fülle von Möglichkeiten, transformative Technologien zu entwickeln.
In Verbindung mit den Entwicklungen rund um das Metaversum und die VR hat dies zu einem technischen Ökosystem geführt, das bereit ist für eine fortschrittliche 3D-Maus, die es den Nutzern ermöglicht, mit dem wachsenden 3D-Internet auf nie dagewesene Weise zu interagieren. Die haptische Technologie gibt uns ein Gefühl der Berührung, wenn wir mit digitalen Erfahrungen interagieren, und ebnet den Weg in eine stärker vernetzte Zukunft. Daher gehen wir davon aus, dass die wichtigsten Anwendungsbereiche für haptische Geräte folgende sein werden:
1. Simulationsgestütztes Kompetenztraining
2. Neue Wege zum Erstellen und Konsumieren von 3D-Inhalten
3. Ferngesteuerte Gerätebedienung
Im vergangenen Jahr haben wir mit NVIDIAs Omniverse™ Technologie und beschleunigte NVIDIA-Computersysteme wie den RTXA6000 eingesetzt, um berührungsempfindliche Anwendungen für das Mediverse™ oder das medizinische Metaversum zu entwickeln. Wir laden Sie ein, an unserer Podiumsdiskussion auf der virtuellen NVIDIA GTC am 21. September um 11 Uhr PDT teilzunehmen, bei der unser Mitbegründer Colin Gallacher und andere Vordenker aus den Bereichen medizinische Bildgebung, Genomik, Biopharma und medizinische Geräte über Anwendungen von Robotik, AR-Technologien und mehr im Gesundheitswesen diskutieren werden.
Hier finden Sie alle Möglichkeiten, wie berührungsempfindliche Geräte unsere Zukunft gestalten werden:
Simulationsgestütztes Training von Fertigkeiten
Die Ausbildung von Chirurgen ist schwierig, zeitaufwendig und teuer, aber es gibt keinen besseren Lehrer als die Erfahrung. Aus diesem Grund ist ein simulationsbasierter Ansatz für die Schulung von Fertigkeiten ein äußerst effektiver Weg zum Lernen. Den Auszubildenden die Möglichkeit zu geben, die erlernten Fähigkeiten in realen Situationen zu üben, ist für die Entwicklung von größter Bedeutung, und simulierte Trainingsszenarien ermöglichen es den Studenten, Verfahren mit hohem Risiko bei nahezu Null durchzuführen.
Das haptische Simulationstraining geht noch einen Schritt weiter: Es erleichtert die Beherrschung von Fähigkeiten, indem es die genauen Empfindungen realer Szenarien nachbildet und die Konzentration fördert, indem es im Vergleich zu herkömmlichen Simulatoren eine natürlichere und immersivere Lernumgebung bietet. In der Tat, Je authentischer die Simulationsumgebung ist, desto besser sind die Ergebnisse der Ausbildung. Dies ist besonders wichtig für Fähigkeiten, die ein sehr präzises und taktiles Feedback und Bewegungen erfordern.
Ein Beispiel hierfür ist die virtuelle medizinische Ausbildung. Der Haply Inverse3 ist ein hochmoderner haptischer Controller mit Kraftrückkopplung, der entwickelt wurde, um komplexe Empfindungen wie das Einschneiden von weichem Gewebe mit einem Skalpell oder das Bohren durch Knochengewebe präzise zu emulieren. Dies ermöglicht es Studenten, Chirurgen und anderen medizinischen Fachkräften, lebensrettende Verfahren zu verfeinern und zu perfektionieren, bevor sie überhaupt einen Fuß in einen Operationssaal setzen.
Weitere Anwendungen für haptische Simulatoren sind Schulungen für gefährliche Aufgaben. Durch die Verwendung eines haptischen Controllers in Verbindung mit einem VR-Headset können Auszubildende in äußerst realistische Umgebungen versetzt werden, ohne sich selbst oder andere zu gefährden oder die Kosten für den Bau eines physischen Schulungsraums auf sich nehmen zu müssen. Aus diesem Grund werden haptische Simulatoren häufig für die Ausbildung von Militär, Piloten und Feuerwehrleuten eingesetzt. Ebenso eignen sich haptische Simulatoren hervorragend für das systematische Training sich wiederholender Aufgaben, was sich in der Fertigungsindustrie als sehr nützlich erwiesen hat. Ein Großteil der industriellen Montage-, Demontage- und Wartungsarbeiten wird immer noch von Menschen durchgeführt und erfordert eine effiziente Schulungsmethode für eine große Anzahl von Personen in kurzer Zeit. Haptische Geräte sind hierfür das perfekte Werkzeug, da sie das Kraftfeedback, das bei routinemäßigen praktischen Arbeiten auftritt, genau simulieren können.
Neue Wege zum Erstellen und Konsumieren von 3D-Inhalten
Unity, Epic Games Unreal Engine, Dassault Systemes SOLIDWORKS und CATIA, Maxon ZBrush, Autodesk Maya, AutoCAD und Inventor, Blender, McNeel Rhino - die Liste lässt sich beliebig fortsetzen. Seit ihrer Einführung in den 1960er Jahren haben sich 3D-Modellierungswerkzeuge zu einem zentralen Bestandteil der Arbeitsabläufe in Bereichen wie Technik, Architektur, Spiele und Industriedesign entwickelt. Sie haben die Arbeitsweise in vielen Branchen verändert, und mit der Weiterentwicklung des 3D-Internets und des Metaversums werden wir noch mehr neue und aufregende Möglichkeiten zur Interaktion mit 3D-Inhalten erleben.
Vorbei sind die Zeiten, in denen Architekten schwere Mappen mit handgezeichneten Plänen mit sich herumschleppen und Animatoren jedes einzelne Bild eines Zeichentrickfilms mühsam zeichnen mussten. Unternehmen wie Meta, Apple und HP stecken Milliarden von Dollar in die Entwicklung von Displays der nächsten Generation. Ihr Glaube, wie er in Mark Zuckerbergs jüngstem Auftritt bei Testedzu sehen ist, dass es in naher Zukunft Bildschirme geben wird, die es uns ermöglichen, die Aufgaben, die wir in 2D und 3D erledigen, bequem zu kombinieren. Dieser Trend kann durch den Einsatz haptischer Technologie noch einen Schritt weiter gehen.
Die Einführung von haptischem Design hat das Potenzial, kreative Bereiche mit neuen und verbesserten Benutzerinteraktionen neu zu beleben. Gleichzeitig ist Haply der Überzeugung, dass der nahtlose Übergang von 2D- zu 3D-Inhalten für jede Art von Eingabegerät unerlässlich ist. Dies ist ein grundlegendes Prinzip, das unsere Produktentwicklung als Unternehmen vorantreibt, da ältere Inhalte noch viele Jahre lang existieren werden. Die neuen UX-Paradigmen, die durch haptische Inhalte realisiert werden, werden es den Nutzern ermöglichen, auf natürliche Weise durch räumliche Umgebungen zu navigieren und das zu fühlen, was sie digital produzieren, was Produktentwicklungssysteme verändert und Prozesse in verschiedenen Branchen beschleunigt.
Angesichts der neuen Möglichkeiten, mit 3D-Inhalten zu interagieren, wie z. B. der Konvergenz von Heads-up-Displays, und der Tatsache, dass eines der bekanntesten Unternehmen in diesem Bereich, Meta, mehr Geld und Anstrengungen in seine Hardware- und Software-VR-Angebote investiert, ist es nicht schwer zu schlussfolgern, dass sich die Zukunft der Inhaltserstellung und des Inhaltskonsums darauf konzentrieren wird, virtuelle Erlebnisse so fotorealistisch und immersiv wie möglich zu gestalten - und die steigende Popularität haptischer Controller bedeutet einen wichtigen Schritt in diese Richtung.
Ferngesteuerte Gerätebedienung
Die Einführung von 5G bedeutet mehr als nur schnelleres Internet. Es bedeutet auch eine höhere Kapazität für verbundene Geräte und Remote-Leistung, wie z. B. VR-Streaming auf der CloudXR-Plattform von NVIDIA. Mit der reduzierten Latenz von 5G ist es endlich möglich, eine zuverlässige drahtlose Kommunikation mit Raten zu haben, die Haptik unterstützen können.
Die Teleoperation in der Robotik kombiniert die Vorteile der Robotermanipulation mit menschlichen mentalen Fähigkeiten und Handhabungsstrategien. Die Zwei-Wege-Teleoperation bietet eine haptische Rückmeldung, die es dem menschlichen Bediener ermöglicht, die Interaktionskräfte zu spüren und die von einem ferngesteuerten Roboter auf seine Umgebung ausgeübten Kräfte intuitiv zu steuern. Diese Rückmeldung ist für heikle Aufgaben, bei denen zerbrechliche oder gefährliche Objekte gehandhabt werden oder die eine hohe Präzision erfordern, von entscheidender Bedeutung, da sie es dem Bediener ermöglicht, hochgradig kontrollierte Kräfte wie Zugkraft oder Last auf geführten Fahrzeugen auf natürliche Weise zu spüren und darauf zu reagieren. Haptische Fernbedienungsgeräte können zum Beispiel eingesetzt werden, um Baustellen mit Drohnen zu inspizieren, chirurgische Roboter zu steuern, Industrieroboter aus der Ferne zu überwachen oder eine Rettungsaktion in einem Bergwerk durchzuführen.
Ferngesteuerte Roboter, Fahrzeuge und andere Geräte sind keineswegs neu in der technologischen Landschaft, aber die Einführung von Feinsteuerungspräzision und die Nutzung von Audiokanälen, visuellen Kanälen und jetzt auch haptischen Kanälen (AV zu AVH) können spannende Anwendungen und Möglichkeiten in der Welt der Gerätebedienung aus der Ferne schaffen.
Ganz gleich, ob es für eine menschliche Überwachung zu gefährlich ist, ob die audiovisuellen Informationen nicht ausreichen oder ob die autonome Steuerung eines Roboters versagt und ein menschliches Eingreifen erforderlich ist, die Fernsteuerung ist eine bewährte Lösung. Bei der Verwendung als Steuerung für einen Roboter, eine Drohne oder ein anderes Fahrzeug bieten haptische Steuerungen eine natürliche und intuitive Möglichkeit zur Überwachung von Maschinen mit einer zusätzlichen Dimension der Genauigkeit, indem sie dem Benutzer über einen zusätzlichen Sinneskanal eine Rückmeldung durch Berührung geben.
5G-Netzwerke sind die Infrastruktur, die Autobahnen im modernen digitalen Universum ersetzen, und so wie 2D-Mäuse und Tablets Papier und Stift verdrängt haben, werden die haptischen Technologien von Haply die Vorteile der 2D-Maus und des Tablets mit den räumlichen Anforderungen des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus verbinden. Entwickelt und gebaut für eine 3D-Welt, stehen unsere Produkte an der Spitze der technologischen Entwicklung.
Allein im letzten Jahr wurden 11,2 Millionen AR/VR-Headsets verkauftein Trend, der den wachsenden Wunsch der Öffentlichkeit nach simulierten Erfahrungen und realistischen virtuellen Umgebungen signalisiert. Die Qualität von VR-Räumen entwickelt sich ohnehin rasant weiter. Die zusätzliche sensorische Komponente, die Haptik bietet, hat jedoch weitreichende Vorteile, vom 3D-Design bis hin zu komplexen Schulungen und der Handhabung von Telepräsenzgeräten.
Wir bei Haply haben uns zum Ziel gesetzt, diese Anwendungen mit dem Fokus auf Präzision und Ergonomie in einem Unternehmensumfeld zu unterstützen. Mit dem Inverse3 - der weltweit ersten und einzigen leichten, rekonfigurierbaren und vollständig tragbaren haptischen Schnittstelle, die den Tastsinn für spezielle Aufgaben nachbildet - werden Unternehmen revolutionäre Lösungen schaffen, um:
1. Fertigkeiten mit Hilfe von Simulationen zu trainieren
2. 3D-Inhalte erstellen und konsumieren
3. Ferngesteuerte Geräte zu bedienen
Erfahren Sie mehr über die Zukunft dieser aufregenden Technologie und darüber, wie wir NVIDIA Technologie für fortschrittliche Grafik und Simulation sowie für die NVIDIA Clara für Anwendungen im Gesundheitswesen einsetzen, um die Funktionalität unserer haptischen Controller zu unterstützen, laden wir Sie zu unserer Podiumsdiskussion auf der NVIDIA GTC am Mittwoch, den 21. September um 11 Uhr PDT.
