„QuadStretcher“: VR-Haptik-Wearable setzt auf Hautdehnung statt Vibration
Forschende haben einen Prototyp für den Unterarm vorgestellt, der in VR-Anwendungen mit Handtracking physische Kräfte durch Hautdehnung simuliert.
„QuadStretcher“ dehnt die Haut für haptisches Feedback.
(Bild: Taejun Kim)
Handtracking wird in Headsets wie der Meta Quest 3, der Apple Vision Pro oder Samsungs Galaxy XR immer präziser und verdrängt klassische VR-Controller bereits teilweise als Standardeingabemethode. Doch für ein wirklich immersives VR-Erlebnis müssen Menschen haptisches Feedback spüren. Eine virtuelle Welt wirkt schließlich deutlich weniger glaubhaft, wenn beim Greifen virtueller Objekte keinerlei taktile Rückmeldung erfolgt.
Ein Forschungsteam aus Südkorea will dieses Problem mit einem Wearable lösen. „QuadStretcher“ soll physische Rückmeldungen in Virtual Reality spürbar machen. Die Besonderheit: Es braucht weder Handschuhe noch Controller, sondern arbeitet mit gezielter Hautdehnung am Unterarm.
Wenn ein Gummiband in VR plötzlich Widerstand leistet
Statt die Hand direkt zu stimulieren, erzeugt das System über vier motorisierte Dehneinheiten ein differenziertes Kraftgefühl. An jeder Seite des Unterarms sitzt ein Dehnelement, das über ein Zahnstangensystem die Haut in Längsrichtung bis zu elf Millimeter zieht oder zusammenschiebt. Vorbild ist dabei die natürliche Bewegung der Unterarmmuskulatur, wodurch die Stimulation besonders intuitiv wirken soll.
In einer Studie mit 20 Testpersonen wurde „QuadStretcher“ mit einem Tasbi-Nachbau verglichen – einem Haptik-Armband, das durch Druckimpulse Feedback gibt. Die Forschenden bewerteten den Eindruck bei sechs virtuellen Szenarien, von einfachen Gesten wie dem Drücken eines Knopfs bis zu komplexeren Handlungen wie dem Spannen eines Gummibands oder dem Schwung eines Tennisschlägers.
Während bei simplen Bewegungen kaum Unterschiede wahrgenommen wurden, punktete „QuadStretcher“ in den dynamischeren Anwendungen. Besonders bei der Wahrnehmung, aus welcher Richtung die Kräfte wirken, schnitt das System besser ab. Viele Testpersonen beschrieben, dass sie beim Ziehen eines virtuellen Bands die Spannung spürten, als würde tatsächlich etwas gegenhalten. Der Druck des Squeezer-Armbands wirkte im Vergleich gleichförmig und weniger situationsabhängig.
Wo das Feedback ankommt, macht den Unterschied
Ein weiterer Aspekt: Die Position des Feedbacks beeinflusste das Erleben. „QuadStretcher“ sitzt am Unterarm, der Squeezer am Handgelenk. Bei großflächigen Armbewegungen wie dem Tennisschwung wurde die Dehnung am Unterarm als natürlicher empfunden. Bei feineren Handaktionen wiederum war der Druck am Handgelenk häufig stimmiger.
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Auch die subjektive Vorstellung davon, wie sich eine Bewegung anfühlen sollte, spielte eine Rolle. Einige Testpersonen ordneten das Auslösen einer Sprühflasche eher der ganzen Armbewegung zu, andere sahen darin eine einfache Fingeraktion. Wer Haptiksysteme entwickelt, sollte also nicht nur auf Technik, sondern auch auf die Erwartungshaltungen von Nutzenden achten.
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„QuadStretcher“ ist quelloffen auf GitHub verfügbar und Nachfolgeprojekte sind bereits in Arbeit. Neben einer kompakteren Bauweise soll das System künftig auch Stoßkräfte simulieren können.
(joe)
