Quantifizierung von Weichheit in haptischen Schnittstellen: Neue Formel für realistisches Tastgefühl

Forscher der University of California, San Diego, haben eine Formel entwickelt, mit der sich verschiedene wahrgenommene Weichheitsgrade nachbilden lassen. Basierend auf Experimenten erstellten sie Gleichungen, die berechnen, wie weich oder hart sich ein Material anfühlt – basierend auf Materialdicke, Elastizitätsmodul (Young'scher Modul, ein Maß für Steifigkeit) und mikropatternten Flächen. Die Gleichungen funktionieren auch umgekehrt: Sie berechnen, wie dick oder stark mikropatternt ein Material sein muss, um einen bestimmten Weichheitsgrad zu erzeugen.

Entkopplung von Eindringtiefe und Kontaktfläche

Normalerweise ändern sich Eindringtiefe (wie tief ein Fingerspitzen in ein Material drückt) und Kontaktfläche gleichzeitig. Die Forscher entwickelten speziell konstruierte Materialien, die diese beiden Parameter entkoppeln, und testeten sie an Probanden. Neun verschiedene elastomere Platten mit einzigartigen Verhältnissen von Eindringtiefe zu Kontaktfläche wurden erstellt. Sie unterschieden sich in Mikropatterngrad, Dicke und Elastizitätsmodul.

Mikropatterning und menschliche Wahrnehmung

Mikropatterning besteht aus Arrays mikroskopischer Säulen auf der Plattenoberfläche. Diese winzigen Säulen erlauben tieferes Eindrücken ohne Veränderung der Kontaktfläche. 15 Probanden testeten die Platten in zwei Aufgaben: Identifikation der weicheren Platte in Paaren und Ranking aller neun Platten von weichster zu härtester.

Ergebnisse

Als weicher wahrgenommene Platten waren dicker, hatten wenig bis kein Mikropatterning und einen niedrigen Elastizitätsmodul. Härter empfundene Platten waren dünner, hatten mehr Mikropatterning und einen hohen Elastizitätsmodul.

Weitere Informationen: Liezel Labios, E-Mail-Adresse durch Spamschutz geschützt (JavaScript erforderlich), Tel.: 858-246-1124.