Canalul tactil
Cu excepția unor situații neobișnuite, afișajele de modalitate tactilă nu sunt practic utilizate ca principal canal de informare. Cel mai adesea ele sunt folosite ca un canal suplimentar, de exemplu, atunci când se codifică forma și mărimea butoanelor și a altor controale. Această secțiune discută proiectarea sistemelor de afișare tactile pentru mai multe aplicații private, în care dispozitivele tactile sunt folosite pentru a înlocui canalele vizuale și de vorbire la persoanele cu deficiențe senzoriale. ]
Sursele care utilizează un canal tactil pot fi fie electrice, fie mecanice. Efectul electric asupra pielii se numește stimulare electrocutană sau electro-tactilă. Pragul absolut pentru stimularea electro-tactilă este foarte scăzut și este de aproximativ 10-7 W-s. Pentru a crea stimulii pragului de mai sus, sunt necesare dispozitive care oferă un curent de ieșire de 0,17. 2,9 mA (și putere de la 290 μW la 80 mW) [37]. [ ]
Sensibilitatea pielii depinde foarte mult de prezența sau absența părului. În piele, ea a constatat o serie de organisme diferite blană noretseptornyh, inclusiv terminatii nervoase libere (inclusiv cele care înconjoară foliculii de par) Merkel conduce în jurul părului și terminațiile Ruffini. Pielea fără păr, de exemplu la vârful degetelor, se caracterizează printr-o densitate ridicată a corpurilor lui Meissner; În straturile profunde ale pielii și în articulații sunt corpurile lui Pacini. ]
Verillo [46] a studiat sensibilitatea la vibrații a pielii la diferite frecvențe ale vibrațiilor (de la 10 la 3000 Hz). În Fig. 6.7 pentru diferite valori ale zonei de contact arată dependența deplasării pragului de piele pe frecvența senzorului de vibrație. Regiunile de medie și înaltă frecvență ale curbelor sunt probabil mediate de sistemul lui Pacini; Sistemul receptor sau sistemele responsabile pentru ramura cu frecvență joasă a curbelor nu sunt identificate în mod unic [18]. Deplasările percepute ale pielii în regiunea de frecvență mijlocie necesită aproximativ 0,1 μW de putere mecanică care acționează pe o suprafață de 0,6 cm2 la vârful degetului [37]. Pentru a stimula pielea la niveluri de la 10 la 40 dB deasupra pragului, este necesară o putere mecanică de 1 μW la 10 mW. ]
Sensibilitatea la stimularea pielii depinde în mare măsură de partea stimulată a corpului. Weinstein [47] a studiat în detaliu capacitatea de a detecta, discrimina și localiza stimulii simpli care exercită presiuni asupra diferitelor părți ale corpului masculin și feminin. În Fig. 6.8-6.11 prezintă rezultatele acestor studii. Pragurile absolute de presiune pentru bărbați și femei sunt prezentate în Fig. 6,8 și 6,9. Așa cum era de așteptat, pragurile cele mai scăzute sunt pe față; urmată de vârtejurile de pe degete și de partea superioară a corpului. În Fig. 6.10 arată pragurile pentru diferențierea a două puncte la bărbați. Aceste praguri arată capacitatea de a distinge un stimul format din două puncte de presiune separate, de la un singur punct de presiune. Și aici, pragurile cele mai scăzute se găsesc pe față și pe brațe. În Fig. 6.11 prezintă pragurile de localizare a punctelor la bărbați. Aceste praguri demonstrează capacitatea subiectului de a determina poziția stimulului punct în raport cu stimulul de referință. ]
Koliviak și Craig [6] au studiat identificarea, discriminarea și mascarea modelelor spațiale vibrotactile pe deget, palmier și coapse. Ei au raportat că tipurile de prezentare și modele afectează eficiența percepției în aceste trei părți ale corpului. De exemplu, dacă este necesară o reacție bună la modificările unice în modelele expuse pe termen lung, atunci coapsa va fi un loc perfect potrivit pentru prezentare; Cu toate acestea, recunoașterea modelelor și a discriminării ar fi cea mai bună atunci când sunt prezentate pe deget. Desigur, într-o serie de situații practice, periile ar trebui rezervate pentru utilizarea obișnuită în operațiile senzorimotorii din mediul înconjurător. ]
Codificarea după formă și textura este utilizată în multe sisteme pentru a distinge butoanele și alte controale. De exemplu, formele de control al avioanelor militare care au diferite funcții, cum ar fi "șasiul" și "accelerația", au fost standardizate. În Fig. 6.14 prezintă aceste controale. Este posibil, prin încercări și erori, să se dezvolte un set specific de mânere folosind codificarea formei și texturii, astfel încât probabilitatea de confuzie între oricare două mânere este minimă. Fig. 6.15 demonstrează unul din aceste seturi de mânere. ]
Abilitatea de a utiliza un canal tactil poate fi critică pentru îndeplinirea anumitor sarcini. De exemplu, salvatorii diversi au de multe ori "să lucreze în întuneric" și să se bazeze în întregime pe sentimentele lor tactile. Banks and Goering [2] a efectuat un studiu cu un grup de salvatori militari-salvatori, efectuând un set tipic de sarcini subacvatice cum ar fi dezasamblarea blocajelor și deschiderea capacului trapei. Divers a lucrat în patru condiții de vizibilitate redusă și două condiții tactile - în mănuși și fără mănuși. Purtarea mănușilor a avut un efect negativ clar asupra performanței muncii; această influență a crescut odată cu deteriorarea condițiilor de vizibilitate. Alte studii care implică scufundări [10] au demonstrat, de asemenea, importanța canalului tactil în condiții subacvatice de vizibilitate redusă. Dacă se preconizează că condițiile pentru canalul vizual se vor deteriora, proiectantul sistemului ar trebui să asigure posibilitatea unei utilizări adecvate a modului tactil. ]
Un alt exemplu de utilizare a unui afișaj tactil ca supliment pentru rezolvarea problemei de control cu o încărcătură vizuală ridicată este descris de Jagasinski, Miller și Gibson [24]. În Fig. 6.16 afișează afișajul tactil folosit de acesta și relația dintre poziția controlului și modul de prezentare a informațiilor. Afișajul tactil este o proeminență în înălțime în mâner; o eroare este prezentată ca o deplasare proporțională a proiecției înainte sau înapoi pe mâner. Mișcarea mânerului în direcția potrivită elimină proeminența existentă dacă reduce eroarea de poziționare. ]
Un nou tip de afișaj tactil constă dintr-un jet de aer sau lichid îndreptat către piele. Proprietățile unui astfel de sistem au fost studiate de Loomis și Collins [28]; Dispozitivul a creat un jet de apă în direcția unei membrane subțiri impermeabile pe suprafața pielii. Sistemul permite generarea unui stimulent punct care se deplasează de-a lungul pielii cu o forță de frecare aproape zero. Ei au găsit o sensibilitate extrem de ridicată la schimbări mici și rapide în poziția stimulului punct. Acest principiu deschide o modalitate practică de a dezvolta sisteme de afișare tactile cu viteză ridicată și un număr mare de nivele de cuantizare. ]
Cifre la acest capitol:
