Multimodale Benutzerinteraktion für virtuelle Umgebungen auf Basis eines Exoskelettes

Dieser Vortrag befasst sich mit dem Konzept des Entwurfes und der Evaluation einer tragbaren haptischen Mensch-Maschine Schnittstelle in Leichtbauweise, welche Kräfte in den rechten Arm und rechte Hand des Benutzers einleiten kann. Die Gestaltungsleitsätze des realisierten Prototypen einer tragbaren haptischen Benutzer Schnittstelle werden erläutert. Es wurde untersucht ob die inhärent eingeschränkten mechanischen Eigenschaften des Gerätes wie zum Beispiel die eingeschränkte mechanische Steifigkeit die Qualität haptischer Interaktion beeinträchtigt. Zusätzlich wird ein System für die Darstellung von virtuellen Realitäten vorgestellt, welches eine immersive und multimodale virtuelle Testumgebung darstellt. Dieses System wurde für die Untersuchung verwendet, wie eine tragbare haptische Benutzerschnittstelle ausgelegt werden und geregelt werden muss. Das System stellt dem Benutzer eine dreidimensionale audio-visuelle und haptische Rückkopplung zur Verfügung. Ein haptischer Renderer wurde um Verfahren erweitert, welche die Generierung von haptischer Kraftrückkopplung in beliebig weitläufigen und geometrisch komplexen Umgebungen ermöglichen. Da der Benutzer und Schallquellen sich frei in der virtuellen Realität bewegen können sind übliche stereophonische Verfahren für die Audiowiedergabe nicht ausreichend. Daher wurde ein Schallfeldsynthese System entwickelt, welches es dem Benutzer ermöglicht Schallquellen im dreidimensionalen virtuellen Raum zu lokalisieren. Weiterführend präsentiere ich eine Evaluation der Benutzerfreundlichkeit des Systems in Form einer statistischen Erhebung mit 18 Testpersonen. Anhand dieser Studie wurde untersucht, ob die eingeschränkte Steifigkeit des Gerätes durch Reize in unterschiedlichen Modalitäten kompensiert werden kann. Der Einfluss der Ableitung der auftretenden Kräfte während haptischer Interaktionen in den Oberkörper des Benutzers auf die Benutzerfreundlichkeit ist ein zusätzliches Thema der Präsentation.