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Forschung aus Japan: Bildtelefon mit Berührung?

von Carolin Albrand27. Dezember 2015

Forscher der Universität von Tokyo könnten an sowas wie dem Bildtelefon der Zukunft arbeiten, indem sie visuelle und haptische Informationen übertragen.

Als Kind erschien mir ein Telefonat, bei dem man sich gegenseitig anschauen kann, wie eine Szene aus einem Sci-Fi-Film. Heute ist das Standard. Ich persönliche nutze mein Bildtelefon selten, aber es ist vorteilhaft, wenn man sich bei beruflichen Gesprächen in die Augen schauen kann. Privat hinterlässt es ein komisches Gefühl: Ich höre und sehe eine mir vertraute Person, kann sie aber nicht anfassen, die Hand schütteln oder sie umarmen. Forscher der Universität von Tokyo wollen das in Zukunft ermöglichen, indem sie visuelle und haptische Reize kombinieren.

Das interaktive System, das irgendwann Berührung auf weite Entfernung möglich machen soll, nennt sich Haptoclone. Der Name setzt sich zusammen aus den englischen Wörtern “haptic”, also der Tastsinn, und “optical clone”, was auf Deutsch visuelle Kopie bedeutet. Das System der Japaner vereint diese beiden Aspekte: Es produziert ein Hologramm-ähnliches Abbild, das mitten in der Luft Berührungsreize erzeugt – also angefasst werden kann. Zwei Personen können sich in die Augen schauen und mit bl0ßen Händen berühren, ohne sich dabei gegenüberzustehen.

Haptoclone Boxen mit API und Ultraschall-Sensoren.

Aufbau der Haptoclone-Boxen mit je einer Aerial Imaging Plate (AIP, hinten im Bild) und jeweils vier Ultraschallplatten im vorderen Teil der Box. Quelle: ShinodaLab Screenshot YouTube

Das System besteht aus zwei im Aufbau identischen Boxen, in der ein optischer Klon einer Hand oder eines anderen Gegenstandes aufgenommen und in die andere Box projiziert werden kann. Das funktioniert nicht nur wie oben beschrieben mit Menschen, sondern auch mit Objekten. Beispielsweise kann ein kleiner Ball visuell verdoppelt und anschließend sogar bewegt werden.

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Hierfür werden vorhandene Lichtfelder von einer Box in die andere eins zu eins übertragen. Dieser Vorgang funktioniert mit einer Art Lichtfeld-Spiegel, den sogenannten Aerial Imaging Plates (AIP). Diese sind im weitesten Sinne Displays, die ähnlich wie ein Spiegel Licht auffangen und zurückwerfen können. Der Trick: Das AIP wirft das Licht anders als ein Spiegel nicht nur nach vorne, sondern auch hinter sich. Ein zweites AIP-Display nimmt das nach hinten geworfene Lichtfeld auf und zeigt es unverändert auf der Vorderseite in der zweiten Box. Optisch wirkt es so, als würde das Bild einfach in der Luft hängen – so ähnlich wie ein Hologramm.

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Da die API-Displays noch sehr teuer sind, wird das System erstmal ein Prototyp bleiben, der ausschließlich für Forschungszwecke verwendet wird. Außerdem eignen sich die Displays auch nicht für eine Interaktion über lange Distanzen hinweg, denn sie müssen den gleichen Abstand zueinander haben wie zum abzubildenden Gegenstand. Die Forscher planen deshalb Lösungen mit hochauflösenden Kameras statt der API-Displays, um die Bilder über längere Strecken zu übertragen.

Die Übertragung oder Spiegelung von Bildern ist an sich nichts Neues. Interessant wird das Projekt durch die Kombination mit Haptik. Man sieht den gespiegelten Gegenstand nicht nur, man kann ihn auch berühren – obwohl er nur als Hologramm-ähnliche Abbildung existiert. Das spürbare Feedback in der Luft entsteht durch einen phasengesteuerten Ultraschallbereich innerhalb der Boxen. Am vorderen Rand einer Box befinden sich vier Ultraschallplatten, die mit Hilfe eines Kinect-Sensors die Bewegungen und die Position eines Objekts exakt registrieren können. Die Position, an der der Nutzer die Berührung fühlt, kann so präzise kontrolliert werden.

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Die Forscher sehen das Potenzial ihrer Technologie nicht nur in der Kommunikation: „Es wäre toll, wenn Menschen, die nicht am gleichen Ort sind, sich trotzdem während einer Unterhaltung berühren könnten. Aber es gibt auch andere Beispiele: Stell dir vor, du bist in einem Zoo und auf der anderen Seite des Glaswand steht ein Löwe, den du durch das Glas berühren könntest”, meint Yasutoshi Makino, Forscher im Projekt Haptoclone. Ganz neu ist der Forschungsansatz der Japaner allerdings nicht – bereits in 2009 beschäftigten sich Wissenschaftler aus Tokio damit, visuelle Darstellungen über Ultraschall fühlbar zu machen.

| VIA: Motherboard
| Featured Image: Haptoclone
| All GIFs: ShinodaLab YouTube