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10.07.2013 | Technische Informatik | Im Fokus | Onlineartikel

Impulsaktor verknüpft Wahrnehmung und Interaktion

Autor:
Andreas Burkert

Bei der Gestaltung einer berührbaren Mensch-Maschine-Schnittstelle steht ein Impulsaktor im Fokus der Entwicklung. Der Small Tactile Transducer ist ein kleines Gerät, das Vibrationen und Einzelimpulse erzeugt.

Die Beschäftigung mit den meisten Maschinen, mit Computern oder Fahrzeugen wird zum großen Teil über visuelle Reize gesteuert. Ein Ansatz ist, dass die visuelle Welt durch den Tastsinn ergänzt und diesen beispielsweise in die Interaktion mit Geräten einbindet. Immerhin beruht das mechanische Handeln auf den Tastsinn. Um die haptische Wahrnehmung in die Mensch-Maschine-Interaktion zu integrieren, ist demnach ein System nötig, das über das simple Vibrieren hinausgeht.

Wissenschaftler der Hochschule Schwäbisch Gmünd haben dazu einen sogenannten Small Tactile Transducer entwickelt, mit dem sowohl ein mechanischer Impuls erzeugt werden kann als auch eine Vibration, welche in Amplitude und Frequenz unabhängig steuerbar ist. Wegen seine Flexibilität eignet sich das Gerät ideal für mobile Anwendungen und ist hier in vielen Kontexten denkbar. Durch das geringe Baumaß, den hohen Wirkungsgrad und die geringe Leistungsaufnahme kann es vielseitig eingesetzt werden und in elektronischen Geräten für die Erzeugung eines haptischen oder akustischen Feedbacks verwendet werden.

Virtuelle Oberfläche zeigt Gefühle

Mit dem Aktuator kann man über eine virtuelle Oberfläche streichen und Dinge fühlen, die man sonst nur sehen könnte. Wird der Aktuator beispielsweise in einen Stift eingesetzt, können verschiedene Untergründe durch diesen Stift gefühlt werden. Fühlen könne man damit, so Ron Jagodzinski, neben Götz Wintergerst einer der Erfinder, die unterschiedlichen Empfindungen, wenn man mit einem Bleistift auf einem glatten Blatt Papier schreibt und dann beispielsweise auf einen unebenen Untergrund wechselt oder aber vom Blattrand abrutscht und den Stift abrupt hochzieht.

Der Impulsaktor kann alle diese Eindrücke vermitteln. Denn der große Unterschied zu anderen ähnlichen Geräten ist die flexible Darstellung der Vibration. Man könne sich das Gerät vorstellen wie einen Lautsprecher ohne Membran, so Jagodzinski. Der Aktuator vibriert durch Schwingungen. Dadurch lässt sich die Vibrationsstärke leicht regulieren. Bei anderen Geräten kann durch die Kopplung von Frequenz und Amplitude die Vibration nur in Geschwindigkeit und Stärke gemeinsam reguliert werden. Durch die Konstruktionsweise des Aktuators ist auch eine hochfrequente, aber dennoch schwache Vibration möglich bis hin zu sehr dynamischen und komplexen Signalverläufen.

Geringe Baugröße, geringer Energieverbrauch

Neben der geringen Baugröße und dem geringen Energiebedarf ist die Verbindung von flexibel steuerbaren Einzelimpulsen und Vibrationen in einem Aktuator ein weiterer Vorteil. Der Aktuator kann somit sehr unterschiedlich eingesetzt werden. Denkbar sind alle Bereiche der Mensch-Maschine-Kommunikation – etwa in mobile Geräte.

Das System entstand im Rahmen der Forschungen zu Mensch-Maschine-Interaktionen. „Tangible Interaction Research“ nennt sich dabei ein Forschungsschwerpunkt der Hochschule für Gestaltung. Dabei geht es vor allem um die Integration von kontextsensitiven und dynamischen haptischen Feedback-Elementen in Interfaces.

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

01.04.2005 | Original Article | Ausgabe 7-8/2005

Development of a mobile manufacturing system with PDA and PLC

01.07.2008 | Research | Ausgabe 7/2008

HMI with Adaptive Control Elements

01.02.2013 | Entwicklung | Ausgabe 1/2013

Architektur für HMI-Bedienoberflächen

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