Ultraschall macht virtuelle Objekte fühlbar

Forscher der University of Tokyo haben ein haptisches System entwickelt, das ein Fühlen virtueller Objekte mithilfe von Ultraschall ermöglicht. Der Ansatz kommt gänzliche ohne Handschuhe oder andere mechanische Hilfsmittel aus, eine fühlbare Projektion entsteht dank Ultraschall-Signalgebern frei schwebend in der Luft.

„Es ist großartig, einfach hingehen und das System nutzen zu können, ohne zusätzliche Hardware tragen oder halten zu müssen“, lobt Stephen Brewster, Haptik-Forscher an der University of Glasgow, gegenüber BBC News die japanische Entwicklung. Das Team um Takayuki Iwamoto ist der Ansicht, dass ihr System den Tastsinn unter anderem in Spielen bedienen kann.

Die Besonderheit des japanischen Ultraschall-Ansatzes ist, dass virtuelle Objekte frei in den Raum projiziert werden können. Das ermögliche eine intuitivere Handhabung von fühlbarer 3D-Grafik, so die Forscher. „Nutzer könnten eine in die Luft projizierte Prinzessin Leia anfassen“, hieß es im August anlässlich der Grafik-Konferenz SIGGRAPH 08. Eben dort seien eine Reihe von Industrieunternehmen an das Team herangetreten. Das Haptik-System könnte beispielsweise mit 3D-Modellierungs-Software und Videospielen verbunden werden, glaubt Iwamoto. Dabei spricht nicht nur das Fehlen mechanischer Teile für das Ultraschall-System. „Man kann mit beiden Händen fühlen und mehrere User können das System gleichzeitig nutzen“, nennt Brewster zwei weitere Vorteile des neuartigen Haptik-Ansatzes.

Die Entwicklung der Japaner beruht darauf, dass Ultraschall eine Druckwelle ist. Mehrere Signalgeber sind so angeordnet, dass sich ihre Wellen überlagern können. Dadurch entsteht ein Druckpunkt in der Luft, der sich annähernd wie ein festes Objekt anfühlt. Mithilfe von Kameras wird die Handbewegung der Nutzer verfolgt und der Projektionspunkt angepasst, sodass User ein virtuelles Objekt praktisch wie ein reales mit ihrem Tastsinn erleben können. Derzeit sind die Möglichkeiten des Systems noch begrenzt. Die Forscher arbeiten aber unter anderem daran, die Form von 3D-Objekten genauer wiederzugeben, für ein festeres Gefühl zu sorgen und auch Oberflächentexturen spürbar zu machen.

Mithilfe von Investoren könnte das Ultraschall-System bald kommerzialisiert werden. Dann würde es dem Magnetschwebe-Interface „Maglev“ Konkurrenz machen, das im März von der Carnegie Mellon University vorgestellt wurde (pressetext berichtete: http://pte.at/pte.mc?pte=080307004). Seit August ist das Magnetschwebe-System als „Maglev 200“ bei Butterfly Haptics http://butterflyhaptics.com auf dem Markt erhältlich und wird vom Unternehmen als einziges verfügbares Haptik-System ohne mechanisch aufwendigen Roboter-Arm beworben. Im Gegensatz zur japanischen Entwicklung erfordert Maglev allerdings noch einen mausartigen Handgriff. Das US-System ist für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen gedacht.