Magnetschwebe-Interface zum Fühlen virtueller Objekte

Ein Forscherteam der Carnegie Mellon University (CMU) hat ein Gerät entwickelt, das Nutzern das Fühlen virtueller Objekte ermöglicht. Das haptische Computer-Interface „Maglev“ nutzt dazu Magnetschwebetechnik und kommt dadurch ohne komplexe mechanische Komponenten aus. Die Entwicklung ist über das Stadium des reinen Prototypen bereits hinaus. Sechs Geräte werden an andere Universitäten geliefert, über Butterfly Haptics strebt Entwickler Ralph Hollis auch die kommerzielle Vermarktung an.

Über eine Schüssel mit darunter verborgenen Elektromagneten schwebt der „Flotor“ genannte Handgriff für den Nutzer, der damit in drei Dimensionen frei beweglich ist. Dabei kann das System nicht nur zur Steuerung dienen, sondern auch Feedback geben. Dazu üben die Magnete variable Kräfte auf den Flotor aus und lassen den Nutzer dadurch die virtuellen Objekte im Computer fühlen. So können etwa Texturen ertastet oder feste Hindernisse gespürt werden. „Wir denken, dass dieses Gerät die realistischste Tastsinneswahrnehmung aller derzeit auf der Welt verfügbaren haptischen Interfaces bietet“, gibt sich Hollis überzeugt. Das Maglev-System könne eine Genauigkeit im Mikrometer-Bereich liefern, so die CMU. Dies werde durch die mechanische Entkoppelung von der Außenwelt durch die Magnetschwebe-Technik erreicht. Eben diese ist ein ungewöhnlicher Ansatz im Bereich haptischer Interfaces, wie europäische Forscher gegenüber pressetext bestätigen.

Dabei handelt es sich bei „Maglev“ nicht mehr um einen reinen Prototypen. Das erste Modell hatte Hollis bereits 1997 gebaut. Mithilfe einer Förderung von 300.000 Dollar durch die National Science Foundation wurde das System nun effizienter und kostengünstiger weiterentwickelt. Daraus resultierte der Bau von zehn Maglev-Kopien. Eine davon wird an die Purdue University geliefert, wo es der Erforschung der menschlichen Wahrnehmung feinster Oberflächentexturen dienen soll. Entsprechende Simulationen seien aufgrund ihres Auflösungsbedarfs mit den meisten kommerziellen haptischen Systemen gar nicht möglich, meint die dortige Forscherin Hong Tan. Auch fünf weitere nordamerikanische Universitäten bekommen demnächst Maglev-Geräte, darunter Harvard und Stanford.

Bereits ab Mitte 2008 will Butterfly Haptics auch kommerzielle Bestellungen des Magnetschwebe-Interfaces annehmen. Als mögliche Anwendungsgebiete nennt das Unternehmen neben der Erforschung von Texturen und Reibungseffekten unter anderem die virtuelle Chirurgie, die Mikro-Telemanipulation ferngesteuerter Roboter und mechanisches CAD. Informationen zu Preisen hat das Unternehmen noch nicht veröffentlicht.