¿Por qué es importante la retroalimentación háptica?
Tenemos que interactuar con un entorno virtual utilizando una pluralidad de dispositivos portátiles que afectan a nuestra percepción visual y auditiva. Pero en un futuro próximo, no será necesario llevar un ordenador portátil o un teléfono móvil con nosotros. Ya disponemos de muchos wearables electrónicos, como relojes, pulseras o ropa inteligente. La implementación de la tecnología de retroalimentación háptica en estos dispositivos nos llevará a una nueva era, en la que podremos llevar el mundo virtual y sentirlo. Esto ya es posible con los trajes hápticos.
La háptica permite al usuario interactuar con los dispositivos informáticos recibiendo una respuesta táctil y de fuerza. La primera puede permitirnos saber cuál es la textura del objeto. La segunda simula algunas propiedades físicas del objeto, como su peso o presión.
La retroalimentación de fuerza afecta a los ligamentos y músculos a través de nuestra piel hasta el sistema musculoesquelético, mientras que todos los demás tipos de retroalimentación háptica sólo afectan a los receptores de nuestra piel. En general, los dispositivos hápticos de otro tipo que afectan a las capas superiores de la piel se denominan dispositivos cutáneos. Son bastante compactos y hacen acupresión en pequeñas zonas del cuerpo.
Tipos de respuesta háptica
Según el Oxford Dictionary & Lexico, la háptica “está relacionada con el sentido del tacto, en particular con la percepción y manipulación de objetos mediante los sentidos del tacto y la propiocepción”. Además, definen la háptica como “el uso de tecnología que estimula el sentido del tacto y del movimiento, especialmente para reproducir en una operación remota o en una simulación por ordenador las sensaciones que sentiría un usuario al interactuar directamente con objetos físicos”. La propia palabra proviene del griego haptesthai, que significa tocar. ¿Qué significa todo esto? Esto significa que la háptica, en términos sencillos, es la ciencia de transmitir y comprender la información a través del sentido del tacto. El mecanismo que estimula el sentido del tacto y que está detrás de la transmisión de información se denomina tecnología háptica, mientras que la información transmitida se llama retroalimentación háptica.
La piel es un órgano complejo que contiene un gran número de terminaciones nerviosas y receptores del tacto que se reúnen para ser conocidos como el sistema somatosensorialEs el sistema somatosensorial el que informa al cerebro de todas las sensaciones que sentimos. Cuando algo está demasiado caliente o demasiado frío, cuando algo duele o cuando algo hace cosquillas, es este sistema el que transmite el mensaje al cerebro. Los receptores del tacto transmiten un mensaje a la neurona más cercana, que a su vez transmite el mensaje a la siguiente neurona más cercana, y así sucesivamente, hasta que el mensaje llega al cerebro. El cerebro le dice al cuerpo cómo reaccionar a la sensación, y todo esto se hace en una fracción de segundo. De la misma manera que los gráficos y el audio se dirigen al sentido de la vista y el sonido para transmitir información, los hápticos se dirigen al sistema somatosensorial de una persona para darle contexto y comunicarle información específica. Este tirón son los motores hápticos del iPhone (la tecnología háptica) que se comunican con el cerebro a través del tacto
Tecnología háptica en el ámbito médico
Las tecnologías hápticas se están convirtiendo en una parte importante del proceso de diseño de ingeniería en la actualidad. Forman parte de todo, desde las interfaces hasta las necesidades operativas de las microcirugías. Las tecnologías hápticas están por todas partes en el mercado actual, desde teléfonos móviles y sistemas de entretenimiento hasta controles de vuelo y dispositivos médicos. Hay muchos tipos diferentes de tecnologías hápticas. Este artículo se centra sobre todo en los actuadores hápticos basados en motores, pero también aborda los sistemas neumáticos y táctiles. Este artículo repasa los fundamentos de la tecnología háptica, su relación con el campo de la ECE y su aplicación a la tecnología moderna.
La tecnología háptica es la ciencia, la tecnología y las aplicaciones relacionadas con la adquisición de información y la manipulación de objetos a través del tacto. La palabra háptica tiene su origen en el griego “Haptikos”, que significa táctil, o de o relacionado con el sentido del tacto (Kurita, 2014). La tecnología háptica está en todas partes. La pequeña vibración de un teléfono móvil en respuesta a un evento táctil es un ejemplo de retroalimentación háptica en funcionamiento. La resistencia de un joystick que controla un avión de combate, al proporcionar una respuesta táctil al piloto, es otro ejemplo de retroalimentación háptica. Una de las formas más comunes de retroalimentación háptica es la vibración, como la de los mandos de videojuegos que añaden una capa extra de inmersión a la simulación que se está jugando. Sin embargo, las tecnologías neumática y táctil también han entrado en el espacio de la tecnología háptica. Los actuadores neumáticos utilizan un sistema de tubos presurizados para enviar una respuesta al usuario. Las tecnologías táctiles utilizan la textura para provocar respuestas específicas del usuario (Kurita, 2014).
Dispositivos hápticos portátiles
Las interfaces hápticas son dispositivos que permiten la interacción manual con entornos virtuales (EV) o sistemas remotos teleoperados. Se emplean para tareas que suelen realizarse con las manos en el mundo real, como la exploración y manipulación manual de objetos. En general, reciben órdenes de acción motora del usuario humano y le muestran las imágenes táctiles adecuadas. Estas interacciones hápticas pueden ir acompañadas o no de la estimulación de otras modalidades sensoriales, como la visión y la audición. Los teclados de ordenador, los ratones y los trackballs constituyen interfaces hápticas relativamente sencillas. Otros ejemplos de interfaces hápticas disponibles en el mercado son los guantes y exoesqueletos que rastrean las posturas de las manos y los joysticks que pueden reflejar fuerzas hacia el usuario. En los laboratorios de investigación se han construido e implantado con éxito dispositivos aún más sofisticados. Para hacer realidad toda la promesa de las VE y la teleoperación, es fundamental seguir desarrollando las interfaces hápticas. Para alcanzar este objetivo, son relevantes muchos de los temas y tecnologías descritos en las secciones sobre seguimiento de la posición (capítulo 5) y telerrobótica (capítulo 9). Para lograr el éxito, es necesario un programa de investigación exhaustivo en materia de háptica humana, desarrollo tecnológico e interacciones entre ambos.