Haptika edo ukimenaren ustiapena

Ukimenaren bitartez jaso dezakegun informazioa biziki aberatsa da. Izan ere, ukimena galduz gero, bestela konturatu ere egin gabe egiten ditugun ekintza asko eta asko ezinezkoak lirateke. Saiatu al zara zangoa inurrituta duzula ibiltzen? Edota elurra esku artean erabili ondoren oinetakoen lokarriak lotzen?

Ukimen-ahalmenik gabe, gorputzaren mugimendu neurtuak eta ingurunearekiko elkarrekintza ia ezinezkoak bihurtzen dira. Areago, hozberoak eta mina sentitzeko ahalmena galduz gero, bestela kalterik eragingo ez lukeen egoera ugari arriskutsu bihurtzen da.

Ukimenaren bidez informazioa transmititzen duten gailuei gailu haptiko deritze, eta, aurreikuspenek diotenez, XXI. mendean gizakiaren eta ingurunearen arteko komunikazio-sistema ezagunak iraul ditzakete.

Etimologiari dagokionez, "haptika" hitzaren jatorria grekoan aurki dezakegu; hain zuzen, haptesthai hitzak ukimen-zentzumenari lotutako guztia barne hartzen du.

Haptikaren esanahia esaldi bakar batean trinkotu nahiko bagenu, hau esango genuke: Haptika gizakiaren eta ingurunearen arteko ukimen bidezko komunikazio-sistemen ikerketa, garapena eta erabilera aztertzen dituen zientzia da.

Sistema haptikoen osagarriak

Sistema haptikoetan, funtsezko hiru osagarri bereiz ditzakegu: erabiltzailea, interfazea edo gailu haptikoa eta ingurunea.

1. Erabiltzailea sistema haptikoaren zati garrantzitsua da, sistemaren jokabidean eta egonkortasunean eragin erabakigarria baitu. Erabiltzailea kontrol-begiztaren zati intrintsekoa da: batetik, haien ekintzek sistemaren jardueran eragin zuzena dute, eta, bestetik, jarduera horren arabera, sistema haptikoak ukimen-sentipenak atzeraelikatzen dizkio.

2. Interfaze haptikoa erabiltzailearen eta ingurunearen arteko lotura-lanak egiten dituen gailu mekanikoa da. Han kokatutako sentsoreek gailuaren mugimenduen berri ematen diote sistemari, eta, bien bitartean, eragingailuek erabiltzailearengan eragiten dute ukimenaren bidez, hari informazio haptikoa helaraziz.

3. Inguruneari dagokionez, oro har, sistema haptikoek ingurune birtualekin egiten dute lan. Ingurune horiek interfaze grafikoen bidez aurkezten dira, hau da, pantaila, bideo-proiektagailu edo kasko estereoskopikoen bidez. Erabiltzaileak ikusiko duen irudia software bidez eraikitzen da, eta baita hark darabilen tresna birtuala ere. Era berean, tresna horren mugimenduen eta elkarrekintza birtualen arabera, erabiltzaileari atzeraelikatu beharreko indarrak kalkulatzen dira.

Hala ere, gero eta gehiago dira ingurune errealekin lan egiten duten sistema haptikoak. Kasu horietan, erabiltzaileak darabilen tresna erreala da, eta erabiltzaileak berak maneiatu dezake edo urruneko tresna izan daiteke. Erabiltzaileari atzeraelikatutako indarrak tresnan bertan edo ingurunean neurtutako parametroen menpekoak dira.

Gailu haptikoen ezaugarri nagusiak

Gaur egun eskuragarri dauzkagun ukimen-interfaze gehienek ez dute erabiltzailearen mugimenduak irakurri besterik egiten, eta erabiltzaileak ikus-entzunezko informazioa jaso ohi du ingurunetik.

Gailu haptikoak, ordea, erabiltzailearen mugimenduak irakurtzeaz gain, gai dira indarrak eta sentipenak eragiteko, eta, hala, erabiltzailearekiko noranzko biko ukimen-elkarrekintza ahalbidetzen dute. Hortaz, erabiltzaileak, ikus-entzunezko informazioa ez ezik, ukimen bidezko informazioa ere jaso dezake.

Erabiltzailearen mugimenduen irakurketa egitea arras ikertutako arloa izanagatik, atzera erabiltzaileari ukimenaren bidez informazioa helaraztea ez da gauza hutsala. Erronka horri aurre egiteko, beharrezkoa da zenbait jakintza-arlotako ezagutza: robotika, informatika, sistemen kontrola, fisiologia eta psikologia, besteak beste.

Jakintza-arlo horietaz baliatuz, gailu haptikoek ezaugarri nagusi bat behar dute izan funtzionamendu zuzena bermatzeko: gardentasuna. Estrukturalki gardena dela esan ahal izateko, bi baldintza bete behar ditu gailu haptiko batek:

- Erabiltzaileak atzeraelikatutako indar teorikoak bakarrik sentitu behar ditu; hau da, gailuaren ezaugarri mekanikoek ezin dute atzeraelikatutako indarretan aldaketarik eragin.

- Atzeraelikatutako ukimen-sentipenek edo indarrek errealitatearen isla fidela izan behar dute.

Bi baldintza horiek bete ahal izateko, beharrezkoa da diseinu mekanikoko teknikak ongi ezagutzea. Halabeharrez ez bada gailu haptikoaren funtzionamenduan gardentasunik bermatzen, erabiltzailearen eta ingurunearen arteko elkarrekintza desitxura daiteke.

Ezaugarri asko dira gailu haptikoen diseinuan kontuan hartu beharrekoak: inertzia, marruskadura, zurruntasuna, lasaiera, isotropia, eragingailu-mota, horien indar-maila, sentsoreen zehaztasuna, grabitate-indarren oreka, segurtasuna, ergonomia eta kostua, besteak beste. Azken hirurak alde batera utzita, gainerako guztiek eragin zuzena dute gardentasunean.

Ezaugarri horien guztien arteko oreka lortu beharra dago; izan ere, ezaugarri bat hobetzeak beste bat okertzea ekar dezake. Zurruntasun handia erdietsi nahian, esaterako, gailuaren elementu mugikorren inertzia handitu daiteke. Hori saihesteko bideak zurruntasun handiko eta dentsitate txikiko materialak erabiltzea eta diseinua optimizatzea dira, betiere bide horien kostua arrazoizkoa dela ziurtatuz.

Sistema haptikoaren

erabilerak

Sistema haptikoen sorrera medikuntzarako eta eremu militarrerako ikerkuntzari zor zaio. Azken hamarkadan, ordea, sistema haptikoek, ikerkuntzan ez ezik, enpresa-esparruan ere aurrerapauso handiak eman dituzte, eta haien erabilera izugarri zabaldu da. Hauek dira, gaur egun, sistema haptikoen aplikazio-eremu nagusiak:

Urruneko kontrola

Batzuetan beharrezkoa da robotak ingurune arrotz edo arriskutsuetan sartzea eta erabiltzaileak haiek urrunetik zuzentzea egoera arriskutsuak saihesteko. Egoera horietan, mesedegarria da erabiltzaileak robotaren lanen edo ekintzen ukimen-atzeraelikadura jasotzea, ikus-entzunezko informazioaz gain. Azaldutako egoeren adibide garbiak dira zentral nuklearrak, urpeko eta espazioko ibilgailu autonomoak nahiz lehergailuak aurkitu eta indargabetzeko robotak.

Urruneko kontrolaren erabilera batzuetan, mikrokirurgian esaterako, zehaztasuna da alderdi garrantzitsuena. Giza eskuen zehaztasuna nahikoa ez, eta beharrezkoa da sendagilearen mugimenduak eskala txikiagoan eta zehaztasunez errepikatzeko gai diren robotak erabiltzea. Horrez gain, lagungarri zaio sendagileari, gailu haptikoak eskain dakiokeen ukimen-atzeraelikadura baliatuz, robotak gaixoarekin dituen indar-elkarrekintzen isla jasotzea.

Beste erabilera batzuetan, interesgarria izan daiteke erabiltzailearen mugimenduak eskala handiagoan islatzea. Interfaze haptikoei esker, erabiltzaileak lan-eremu finko eta mugatu baten bidez tamaina ezberdinetako lan-eremuak zuzendu ditzake ingurunean, erraztasun handiz.

Entrenamendu-ariketak

Sistema hauen helburua da erabiltzaileak ingurune birtualetan trebatzea, antzeko ariketak mundu errealean taxuz egin ahal izateko ondoren. Ingurunea ordenagailu bidez sortzen da, eta interfaze haptikoa ariketa-motaren arabera diseinatu. Interfaze haptikoen bidez erabiltzaileak errealitatean sentituko lituzkeen indarrak atzeraelikatuz, errealismo-maila handia lor daiteke, eta, aldi berean, erabiltzailearen okerrek ez dute errealitatean zoritxarreko ondoriorik eragiten.

Sistema hauen adibide dira medikuntzarako entrenamendu-sistemak edo helburu militarrak zein zibilak dituzten ibilgailu-simulagailuak.

Ordenagailuz lagundutako diseinua

Gailu haptikoei esker, ordenagailu bidez diseinatutako ereduak azter daitezke maketen beharrik gabe. Horrela, denbora eta gastuak aurrez daitezke, akatsak zuzendu, eta, aldez aurretik, muntaia- eta mantentze-lanen simulazio bat egin. Ariketa horiek aurrerago ager daitezkeen arazo eta diseinu-aldaketa asko ekidin ditzakete.

Aisialdia

Aisialdiaren industria ahaltsua sistema haptikoen aplikazio-eremu garrantzitsuenetako bat bilakatu da azken urteotan. Orain arte, bideo-jokoek eta errealitate birtualeko sistemek ikus-entzunezko komunikazioa erabili dute erabiltzailearen ekintzei erantzuteko. Bide horretan, ordea, zaila da aurrerapauso handiak ematea, eta erabiltzailea jokoetan are eta gehiago murgildu nahi bada beharrezkoa da ukimenak eskaintzen dituen aukerak jorratzea.

Etorkizunera begira, aurrerapauso garrantzitsuak espero dira bideo-jokoen hornitzaile nagusien eskutik. Gaur egun, gailu haptiko berriak garatze-bidean dira; gailu horiek sortzen dituzten sentipenen errealismo-maila gero eta hobea da, eta, epe motzean, salneurri eskuragarriak izango dituzte.

Auto-gidatzea

Gailu haptikoak autogintzaren industriara ere heldu dira. Autoek gero eta elementu osagarri gehiago eskaintzen dituzte (irratia, esku libreko telefonoa, aire-girogailua, nabigatzailea, esekiduraren egokitzea, etab.), eta gidariak pantaila eta menu ezberdinetan murgiltzen dira aldi oro, haiek zuzentzeko. Hori dela eta, autogileak hasiak dira gailu haptikoak erabiltzen gidariaren lana erraztu eta errepidean arreta gutxiago jartzea saihesteko.

Bestetik, autogile nagusiak pedal haptikoen diseinuan ari dira lanean. Halako pedal batek indarrak atzeraelikatuko lizkioke gidariari, abiadura-kontroleko sistemak edo lagundutako balazta-sistemak agindutakoaren arabera.

Etorkizunera begira

Zaila da aurrez jakiten zein izango diren sistema haptikoen etorkizuneko ibilbidea eta teknologia horren garapen-abiadura. Izan ere, nork aurreikus zitzakeen XX. mendearen erdialderako 100 hazbeteko telebista digital lauak?

Gailu haptikoen estandarizazioa, kostu-murrizketa eta nahi izan ahala konfiguratzeko gaitasuna dira epe motzeko jomuga nagusiak. Ezaugarri horien lorpenak gailu haptikoen hedapena erraztuko luke, baina, hala ere, lan handia legoke egiteke, atzeraelikatutako sentipenen errealismo-mailan batik bat.

Dena dela, sistema haptikoen erabilera-sorta zabala eta bertute nabariak kontuan hartuta, ez litzateke baieztapen burugabea esatea gizakiok eta inguruko makina eta interfazeek elkarri eragiteko dugun eran iraultza gertatzeko atarian gaudela.