Haptic rendering of textures on touch surface using ultrasonic actuation

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.