皮膚せん断変形と振動の重畳による触覚提示に関する研究

電気通信大学201

Digital fabrication of custom interactive objects with rich materials

As ubiquitous computing is becoming reality, people interact with an increasing number of computer interfaces embedded in physical objects. Today, interaction with those objects largely relies on integrated touchscreens. In contrast, humans are capable of rich interaction with physical objects and their materials through sensory feedback and dexterous manipulation skills. However, developing physical user interfaces that offer versatile interaction and leverage these capabilities is challenging. It requires novel technologies for prototyping interfaces with custom interactivity that support rich materials of everyday objects. Moreover, such technologies need to be accessible to empower a wide audience of researchers, makers, and users. This thesis investigates digital fabrication as a key technology to address these challenges. It contributes four novel design and fabrication approaches for interactive objects with rich materials. The contributions enable easy, accessible, and versatile design and fabrication of interactive objects with custom stretchability, input and output on complex geometries and diverse materials, tactile output on 3D-object geometries, and capabilities of changing their shape and material properties. Together, the contributions of this thesis advance the fields of digital fabrication, rapid prototyping, and ubiquitous computing towards the bigger goal of exploring interactive objects with rich materials as a new generation of physical interfaces.Computer werden zunehmend in Geräten integriert, mit welchen Menschen im Alltag interagieren. Heutzutage basiert diese Interaktion weitgehend auf Touchscreens. Im Kontrast dazu steht die reichhaltige Interaktion mit physischen Objekten und Materialien durch sensorisches Feedback und geschickte Manipulation. Interfaces zu entwerfen, die diese Fähigkeiten nutzen, ist allerdings problematisch. Hierfür sind Technologien zum Prototyping neuer Interfaces mit benutzerdefinierter Interaktivität und Kompatibilität mit vielfältigen Materialien erforderlich. Zudem sollten solche Technologien zugänglich sein, um ein breites Publikum zu erreichen. Diese Dissertation erforscht die digitale Fabrikation als Schlüsseltechnologie, um diese Probleme zu adressieren. Sie trägt vier neue Design- und Fabrikationsansätze für das Prototyping interaktiver Objekte mit reichhaltigen Materialien bei. Diese ermöglichen einfaches, zugängliches und vielseitiges Design und Fabrikation von interaktiven Objekten mit individueller Dehnbarkeit, Ein- und Ausgabe auf komplexen Geometrien und vielfältigen Materialien, taktiler Ausgabe auf 3D-Objektgeometrien und der Fähigkeit ihre Form und Materialeigenschaften zu ändern. Insgesamt trägt diese Dissertation zum Fortschritt der Bereiche der digitalen Fabrikation, des Rapid Prototyping und des Ubiquitous Computing in Richtung des größeren Ziels, der Exploration interaktiver Objekte mit reichhaltigen Materialien als eine neue Generation von physischen Interfaces, bei

Orientações ao planejamento de objetos de aprendizagem com componente háptico para dispositivos móveis

Orientador: Prof. Dr. Adriano HeemannTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Artes, Comunicação e Design, Programa de Pós-Graduação em Design. Defesa : Curitiba, 14/03/2018Inclui referências: p.243-253Resumo: Os Objetos de Aprendizagem (OA) surgem como opção para o ensino em um meio tecnológico cada vez mais digitalizado que demanda recursos efetivos para educação. Podendo ser acessados através de dispositivos móveis, como tabletes e celulares, os OA viabilizam o conhecimento através do contexto digital, sem se limitar a um ambiente ou local específico. Neste meio, apesar dos OA utilizarem canais de informação, como o auditivo e o visual, percebe-se que o canal sensorial tátil ainda é pouco explorado. A percepção tátil é crucial ao humano, pois permite compreender propriedades como texturas, rugosidade, atrito e tamanho. Sendo assim, entende-se que o tato é um importante meio de aquisição de informação e conhecimento que poderiam ser contempladas nos OA por intermédio dos mostradores hápticos. Com base neste contexto, esta pesquisa explora a relação tátil na aprendizagem e almeja demonstrar como podem ser planejados os OA com componente háptico (OAH). Para tanto, foi necessário recorrer a um corpo de conhecimento apresentado nesta tese mediante revisões bibliográficas sistemáticas que esclarecem o que são os OA e como eles usam a relação tátil; demonstram tecnologias que podem prover a percepção háptica em dispositivos móveis; apresentam processos de desenvolvimento e planejamento dos recursos hápticos; e trazem conhecimentos disponíveis em normas ABNT e ISO. Como resultante são apresentadas orientações para o planejamento de OAH; demonstradas possibilidades de uso da háptica como recurso de aprendizagem e, então, é sugerida uma estrutura para compreensão e planejamento dos OAH para dispositivos móveis. Por fim, é exposta a conclusão da pesquisa, que reforça o atendimento dos objetivos de pesquisa bem como a necessidade de atualizações desta temática conforme se desenvolve o meio tecnológico. Portanto, a tese aqui apresentada constitui uma contribuição ao conhecimento sobre a aprendizagem tátil. Palavras-chave: Objetos de Aprendizagem. Háptica. Dispositivos Móveis. Planejamento. Design.Abstract: Learning Objects (LO) arise within teaching options in an increasingly digitalized technological environment, which in turn demands more effective educational resources. Accessed via mobile devices such as tablets and cellphones, LO enable knowledge in a digital context and are not limited to a specific environment or place. In this medium, even though LO use information channels such as audio and visual, touch is still seen as poorly explored in these resources. Tactile perception is vital to humans because it allows them to understand details such as textures, level of roughness, friction, and size. Therefore, touch is understood to be an important means to acquire knowledge and information, which could be shown in LO through touch displays. Based on this context, the present research explores the tactile relation in learning and seeks to show how LO can be designed with haptic components (HLO). To do so, it is necessary to resort to a corpus based on systematic reviews of literature, thus shedding light on the concept of LO and how they use tactile relation, demonstrating technologies that can grant touch perception in mobile devices; presenting development and planning processes of touch resources, and gathering knowledge available in standards such as ABNT and ISO. As a result, guidelines for the planning of LO are provided. Moreover, possibilities of the use of touch as a learning resource are presented and, finally, a structure for the comprehension and planning of LO for mobile devices is proposed. Finally, the conclusion of the research is presented, reinforcing the achievement of the research's goals as well as the need to continually update the present issue according to technological developments. Therefore, the thesis presented here constitutes a contribution to the knowledge about tactile learning. Keywords: Learning Objects. Haptic. Mobile Devices. Planning. Design