Tastsinn für tragbare Geräte dank faltbarem Joystick

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Virtuelle Realität

Der vom Start-up Foldaway Haptics entwickelte, leicht in der Tasche transportierbare und in einem Sekundenbruchteil aufgeklappte haptische Joystick verleiht tragbaren Geräten und Drohnen einen Tastsinn und kann in einer kleineren Version in Virtual-Reality-Joysticks integriert werden.

 

Der vom EPFL-Spin-off Foldaway Haptics entwickelte, im Handumdrehen zusammen- bzw. aufgefaltete haptische Joystick ist kaum dicker als eine Kreditkarte. Er braucht wenig Strom und kann an einen Computer oder ein Mobiltelefon angeschlossen werden, um den Apps jederzeit eine neue Dimension zu verleihen. Dank eines haptischen Feedbacks kann man die Textur, die Steifigkeit und die Form virtueller Gegenstände fühlen. Das System, das in puncto Empfindungen mit den grösseren Geräten mithalten kann, wurde bereits an verschiedenen Fachmessen vorgestellt.

Systeme mit haptischem Feedback sind seit mehreren Jahren im Handel erhältlich und werden vor allem im Game-Bereich benutzt, konnten aber die Erwartungen nicht erfüllen. Die beispielsweise für die Simulation eines Aufpralls erzeugten Vibrationen oder der erhöhte Widerstand, der eine Beschleunigung imitiert, waren wenig realistisch. «Inzwischen sind Systeme mit feineren Kräfteeinstellungen herausgekommen», betont Marco Salerno, Mitbegründer des Start-ups. «Sie sind jedoch gross, nur schwer transportierbar und sehr teuer.»

Der versenkbare Joystick des EPFL-Spin-off bietet sehr ähnliche Empfindungen wie diese neuen Systeme, können jedoch leicht in einer Laptop-Tasche oder sogar in der Hosentasche verstaut werden.

Herstellungsmethode als Trumpf

Der ultraleichte Joystick lässt sich dank eines kleinen Magneten in einem Sekundenbruchteil von seinem flachen Format von weniger als zwei Millimetern Höhe in einen dreidimensionalen Joystick verwandeln. Durch ein leichtes Ziehen nach oben erhält er seine gesamte Länge. Die der Oregami-Kunst nachempfundene Falttechnik sowie die verwendeten Verbundmaterialien gewährleisten Stabilität und Festigkeit. Geschlossen ist das Gerät so flach, dass sich der Benutzer fragen könnte, wo sich die Sensoren und Motoren verbergen. Der aus mehrjährigen Forschungsarbeiten am EPFL-Labor für rekonfigurierbare Robotik (RRL) entstandene, robotisierte Joystick hat mehrere technische Herausforderungen gemeistert. «Die Bewegungen des haptischen Feedbacks werden beispielsweise von weniger als einen Millimeter grossen, in die Struktur integrierten Elektromagneten erzeugt», erklärt Jamie Paik, Leiterin des Labors für rekonfigurierbare Robotik und wissenschaftliche Beraterin des Start-ups.

Der grösste Trumpf des kleinen Roboters ist jedoch zweifellos seine Herstellungsweise. Er entsteht durch Stapeln feiner Schichten unterschiedlicher Materialien. Die Ausschnitte für das Falten werden bereits bei jedem Blatt gemacht. Die Montage erfolgt automatisch und lässt sich somit im Rahmen einer Massenherstellung leicht reproduzieren. «Da keine manuellen Vorgänge nötig sind, können die Herstellungskosten vergleichsweise tief gehalten werden», beton Stefano Mintchev, zweiter Mitbegründer des Start-ups, das in den Genuss einer Anschubfinanzierung des NFS Robotik kam.

Foldaway Touch: ein haptischer Knopf am Joystick für virtuelle Spiele

Dank der schichtweisen Herstellung können Grösse und Form des Systems leicht angepasst werden. Das Team des Start-ups entwickelte folglich nach dem gleichen Modell ein versenkbares System, das auf Virtuality-Joysticks montiert werden kann. Es heisst Foldaway Touch und ermöglicht es, die Gegenstände mit dem Daumen zu bewegen und ihre Konturen und Textur zu spüren. Für diese Neuentwicklung gewannen die Unternehmensverantwortlichen am Fachsymposium IEEE Haptics im März 2018 den Preis für die beste Vorführung.

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