Haptic rendering of textures on touch surface using ultrasonic actuation
Sanal dokuların ultrasonik eyleme tekniği ile titretilen bir ekranda dokunsal görüntülenmesi
- Tez No: 544317
- Danışmanlar: Prof. Dr. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Bir dokunmatik ekranda sürtünme değişimi ile dokunsal geri bildirim sağlamak için, insanın sürtünme değişimini nasıl algıladığını anlamak gereklidir. Bu tez, sürtünme ve arkasındaki fiziksel mekanizmaların dokunsal algımıza olan etkisini, ultrasonik bir frekansta titretilen bir cam ekran üzerinde, incelemeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, parmak ekran yüzeyinde kayarken, önce artan sürtünme (RF) ve sonra düşen sürtünme (FF) aracılığıyla oluşturulan sanal bir kenarı algılamak için gerekli algısal eşikleri ölçtük. Daha sonra, algısal yoğunluk ölçeklendirme deneyleri yaptık ve parmak kayma hızının, normal kuvvetin, ve titreşim genliğinin yükselme / düşme zamanının (geçiş zamanı) sanal bir kenarın algılanan yoğunluğu üzerindeki etkisini araştırdık. Bu algıda parmak temas mekaniğinin rolünü anlamak için, aynı zamanda deneklerin algılanan yoğunlukları ile temasa etkisi olan çeşitli parametreler arasındaki korelasyonları da inceledik. Deneylerimizin sonuçları, teğet kuvvetindeki kontrast ve değişim hızının algılanan yoğunluk ile korelasyonu olduğunu göstermiştir. Denekler, özellikle daha yüksek teğetsel kuvvet kontrastında, RF değerini FF 'den daha güçlü bir şekilde algıladı. Sonuçlar ayrıca geçiş süresinin ve normal kuvvetin dokunsal algımız üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermiştir. Çalışmamızın ikinci bölümünde, ardışık iki kenarı dokunsal algı vasıtasıyla ayırt etme yetimizi araştırdık, ardından çoklu kenarları (periyodik ızgaralar) dokunsal ayrıştırma becerimizi ve onların pürüzlülük algımıza etkisini inceledik. Sonuçlar, kenar diziliminin, ardışık iki kenarın ayrıştırılmasında önemli derecede etkili olduğunu göstermiştir: FF, ardından RF, ters sıradan daha kolay ayırt edildi. Öte yandan, önce FF ve sonra RF ardışık kenar dizisiyle oluşturulan periyodik ızgaralar, tam tersi ile aynı keskinlikte algılanmıştır. İki periyodik ızgarayı dokunsal yolla ayırt etmek için, konumsal bazda, % 14' lük göreceli bir farkın gerekli olduğunu bulduk. Ayrıca, periyodik sanal ızgaraların pürüzlülük algısı, artan ızgara periyodu ile azalmıştır (not: periyodu 2 mm den daha büyük sanal ızgaralar incelendi). Ayrıca sürtünme katsayısındaki değişim hızının pürüzlülük algısı ile sürtünme katsayısından daha iyi bir korelasyon gösterdiği gözlemledi. Bu sonuçlar, mobil cihazlar, tüketici ürünleri, ve günümüz otomobillerinin içinde var olan dokunma yüzeyleri üzerinde, sanal işaretlerin ve dokuların kullanıcıya gösterimi ve tasarlanmasında yardımcı olacaktır.
Özet (Çeviri)
To render tactile cues on a touchscreen by friction modulation, it is important to understand how human perceive a change in friction. This thesis aims to explore the tactile perception of changes in friction (called edges), and underlying perceptual mechanism. We first estimated the perceptual thresholds to detect a virtual edge, rendered by rising friction (RF) and falling friction (FF), while finger is sliding on the touch surface. Then, we conducted intensity scaling experiments and investigated the effect of finger sliding velocity, normal force, and rise/fall time of vibration amplitude (transition time) on the perceived intensity of a virtual edge. In order to better understand the role of contact mechanics, we also looked into the correlations between the perceived intensities of subjects and several parameters involved in contact. The results of our experiments showed that the contrast and rate of change in tangential force were best correlated with the perceived intensity. The subjects perceived RF more strongly than FF, particularly at higher tangential force contrast. The results also showed that transition time and normal force have significant effect on our tactile perception. In the second part, we investigated our ability to discriminate two consecutive edges, followed by discrimination and roughness perception of multiple edges (called periodic gratings). The results showed that discrimination of two consecutive edges was significantly influenced by edge sequence: FF followed by RF was discriminated more easily than the reverse order. On the other hand, periodic gratings generated by displaying consecutive edge sequence of FF followed by RF were perceived with the same acuity as compared to vice versa. We found that a relative difference of 14% in spatial period was required to discriminate two periodic gratings independent of the edge sequence. Moreover, the roughness perception of periodic gratings decreased with increasing spatial period for the range that we have investigated (spatial period > 2 mm), despite the lack of spatial cues on texture height. We also observed that rate of change in friction coefficient was better correlated with the roughness perception than the friction coefficient itself. These results will further help to understand and design of virtual textures for touch surfaces.
Benzer Tezler
- Development and experimental verification of the stiffness matrix of the hiphad haptic device
Hıphad haptık cihazının direngenlik matrisinin oluşturulması ve deneysel olarak doğrulanması
BARIŞ TANER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Fractional order control in haptics
Haptikte kesir dereceli denetim
OZAN TOKATLI
Doktora
İngilizce
2015
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Flight deck centered cost efficient 4D trajectory planning
Kokpit otomasyonu tabanlı 4D rota planlaması
MEVLÜT UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Improving fine motor control in virtual reality: The impact of hand visibility and wrist-worn haptic feedback
Sanal gerçeklikte ince motor kontrolünün geliştirilmesi: El görünürlüğünün ve bilekte giyilen dokunsal geri bildirimin etkisi
AMAL HATIRA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKadir Has ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE SARAC STROPPA
- Comparing virtual reality to augmented reality: Over eye-hand coordination and stiffness discrimination
Gerçeklı̇k ı̇le artırılmış gerçeklı̇ğı̇n karşılaştırılması: El-göz koordı̇nasyonu ve sertlı̇k ayrımı üzerı̇ne
ALIZA ALIZA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKadir Has ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE SARAÇ STROPPA