La comunicación háptica se considera la nueva frontera tecnológica en lo que concierne a la interacción entre humanos y ordenadores / Foto: tum.de

Tocar y sentir a distancia: ¿la siguiente tendencia en las TIC?

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Los dispositivos táctiles pueden haber cambiado el modo en el que se interactúa con la tecnología, pero no son más que una leve evolución si se comparan con la revolución en ciernes. Pronto, la retroalimentación háptica podría lograr que los entusiastas de la tecnología interactúen con un objeto o persona remotos como si estuvieran junto a ellos.

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© Prof. Eckehard Steinbach

© Prof. Eckehard Steinbach

Cordis / La comunicación háptica se considera la nueva frontera tecnológica en lo que concierne a la interacción entre humanos y ordenadores, gracias a la cual será posible lograr interacciones más significativas a distancia. No obstante, a pesar de que la interacción háptica mediante una interfaz humano-máquina (HMI) no es una propuesta nueva, aún hay mucho camino que andar para crear métodos y tecnologías que sean adecuados para procesar y comunicar señales hápticas con eficacia.

El proyecto financiado con fondos de la Unión Europea PROHAPTICS (Haptic Signal Processing and Communications) se creó con este fin. Durante el último lustro, el catedrático Eckehard Steinbach de la Universidad Técnica de Múnich y su equipo han trabajado en el desarrollo de varios métodos y tecnologías innovadores dedicados a la comunicación háptica. En esta entrevista exclusiva de la revista de resultados de research*eu habla sobre las expectativas de futuro de este ámbito científico relativamente joven, las posibles aplicaciones y sus planes para desarrollar aún más la tecnología ahora que el proyecto ha llegado a su fin.

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¿Cómo cree que la comunicación háptica comenzará su incursión progresiva en el mercado?

Uno de los ámbitos de aplicación principales es el control a distancia mediante retroalimentación háptica, mediante el que un usuario interactúa con un entorno remoto mediante HMI. En este contexto, el usuario controla a distancia un sistema robótico dotado con sensores y servos. Las fuerzas y la torsión generadas por la interacción se registran cuando el teleoperador interactúa con los objetos remotos y se transmiten como una retroalimentación háptica de vuelta al teleoperador.

De este modo, el usuario puede notar la interacción, además de ver y oír como si estuviera en el espacio controlado. Distintos estudios han mostrado que la retroalimentación háptica aumenta el desempeño y la sensación de presencia. El objetivo a largo plazo de esta investigación es lograr una trasparencia total en la teleoperación, hasta tal punto que el usuario no pueda distinguir si la tarea se está llevando a cabo in situ o remotamente mediante HMI.

El usuario puede notar la interacción, además de ver y oír como si estuviera en el espacio controlado

Esta investigación se sirve de estudios sobre pantallas y retroalimentación táctiles, con las que un usuario puede, por ejemplo, sentir la aspereza de una superficie gracias a la HMI. También se han logrado progresos recientes que permiten que dispositivos móviles estándar como los smartphones generen retroalimentación háptica. Ya es posible modular la fricción entre el dedo y la pantalla de vidrio de un dispositivo móvil de tal forma que se muestren patrones o texturas. En mi opinión, todo ello tiene un enorme potencial para la creación de aplicaciones nuevas que permitan a un usuario explorar objetos a través de Internet, tanto visual como hápticamente.

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¿Qué beneficios concretos podría aportar la interacción entre humanos y máquinas basada en comunicación háptica?

La humanidad depende intensa y constantemente de la modalidad háptica para interactuar con el entorno en el día a día. Sin las capacidades de manipulación y el sentido háptico, esta interacción estaría enormemente limitada. Hasta ahora, solo hemos tenido acceso a la interacción física en nuestro entorno más cercano. El empleo de interfaces entre humanos y máquinas y métodos de comunicación háptica adecuados puede lograr que esta interacción supere obstáculos como los impuestos por la distancia o la escala.

La interacción y la comunicación hápticas pueden también ofrecer un horizonte nuevo a las personas con discapacidad visual gracias a la enorme capacidad que posee la modalidad háptica para comunicar información útil.

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¿Puede ofrecer ejemplos de las aplicaciones que podrían surgir en los próximos años?

Los sistemas de teleoperación mencionados anteriormente ya se emplean en aplicaciones remotas como la cirugía, el mantenimiento, etc. Las interfaces hápticas emergentes, y sobre todo las pantallas táctiles, hacen que sea posible idear aplicaciones completamente nuevas. Imagínese una tienda en Internet en la que el usuario, además de ver el producto, pueda tocarlo antes de adquirirlo. O imagínese que su pareja le envía la foto de un sofá desde una tienda de muebles. ¿No se preguntaría inmediatamente después de ver la foto cuál será el tacto del material? ¿Es suave, cálido, cómodo?

La comunicación háptica permite, que el usuario, además de ver el producto, pueda tocarlo antes de adquirirlo 

La comunicación háptica permite, por ejemplo, pasar el teléfono por la superficie del sofá, registrar la vibración mediante los sensores de aceleración, comprimir y transmitir las señales y presentarlas en otro terminal. Esto posibilita transmitir experiencias hápticas a distancia. Si no le gusta ese material en concreto es posible buscar otro en una base de datos que sea similar o tenga un tacto concreto.

Otra aplicación podría ser un sistema de videollamada en el que fuese posible interactuar de forma háptica durante un viaje, por ejemplo de negocios, con sus hijos, consolarles y en general acortar más las distancias de lo que es posible con las tecnologías actuales.

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¿Qué paso importante ofrece PROHAPTICS en pos de estas aplicaciones?

En PROHAPTICS se han desarrollado varios algoritmos, codecs y protocolos que permiten entablar una comunicación háptica en la distancia en las dos modalidades (cinestésica y táctil). Las tecnologías desarrolladas son antropocéntricas en el sentido de que tienen en cuenta y aprovechan las limitaciones del sistema de percepción háptica. Esto es, la información que no puede percibirse no tiene por qué transmitirse. Los métodos de comunicación háptica resultantes son enormemente eficaces en cuanto a los recursos de comunicación necesarios y pueden utilizarse para interactuar a distancia en entornos reales y virtuales. También ofrecemos propuestas que permiten a varios usuarios interactuar con el mismo objeto en un entorno virtual de un modo coherente y natural.

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¿Cuál sería la principal contribución de su investigación a los temas más acuciantes en este campo?

Hemos sido de los primeros en abordar el tema de la comunicación háptica desde las perspectivas técnicas y de ingeniería de la comunicación. Algunos de los métodos que hemos propuesto son inéditos y considero que hemos ampliado las fronteras de este campo en alza.

Un ejemplo de ello es el método de «codificación de zonas muertas perceptual» (perceptual deadband coding) que hemos propuesto para reducir los datos en la comunicación háptica. Este método de programación es útil para señales hápticas con muchos grados de libertad. También se ha combinado con arquitecturas de control basadas en la pasividad y por tanto puede emplearse además en situaciones de teleoperación en red en las que el retraso en la comunicación entre las dos partes perjudica gravemente la estabilidad del sistema.

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¿Puede hablarnos acerca del modelo matemático creado en su proyecto?

Este modelo aborda muchas de las limitaciones conocidas de la percepción háptica humana y también otras descritas en un marco común, las cuales pueden emplearse para decidir si un humano es capaz de percibir un cambio en la señal háptica o si está por debajo del umbral de percepción.

Este modelo aborda muchas de las limitaciones conocidas de la percepción háptica humana

A partir de este modelo se pueden diseñar sistemas de reducción de datos muy eficaces. Otra aplicación del modelo está en la definición de parámetros de calidad objetivos que obvien, al menos en parte, la necesidad de realizar estudios de usuarios (lentos y caros). Confiamos en que estos sistemas aceleren el progreso en este ámbito.

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¿Cuáles son sus planes para aprovechar o ampliar los resultados del proyecto ahora que ha concluido?

Estamos investigando junto con dos de los doctorandos participantes en PROHAPTICS el modo de comercializar algunos de los resultados y elaborando un plan para poner en marcha una empresa. Nos encontramos en una posición privilegiada, pues el CEI ha seleccionado y concedido financiación a ROVI, nuestra solicitud para realizar una prueba de concepto. Esto nos permitirá conocer mejor el potencial comercial de nuestros resultados durante los próximos dieciocho meses y producir prototipos en colaboración con posibles clientes.

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Fuente:

Entrevista publicada en la revista de resultados research*eu nº 51 pp. 4 y 5

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