Japanische Forscher erforschen berührungslose Technologien, um VR-Benutzern ein „kaltes“ taktiles Erlebnis zu bieten

(Nweon, 24. Oktober 2023) Forscher der japanischen Universität Tsukuba, des Tokyo Institute of Technology und des Nara Advanced Institute of Science and Technology haben eine berührungslose Technologie erfunden, die das Gefühl von Kälte in der virtuellen Realität simulieren kann.

Durch die Kombination von Kaltluftstrom und Licht ist die Erfindung in der Lage, ein „kaltes“ Gefühl ohne tatsächliche Temperaturänderungen zu erzeugen. Bei korrekter Umsetzung wird dieser neue Ansatz die Immersion der XR-Benutzer erheblich verbessern.

Unsere Haut spielt eine Schlüsselrolle bei der Wahrnehmung von Temperatur und Umgebung. Das Wärmeempfinden ist entscheidend für die Verbesserung unseres Verständnisses der Welt und unserer Fähigkeit, mit ihr zu interagieren. Allerdings kann die wiederholte Einwirkung desselben Reizes dazu führen, dass wir uns an den Reiz gewöhnen und es schwierig wird, neue Empfindungen wahrzunehmen. Dieser Vorgang wird als „Temperaturanpassung“ bezeichnet und beeinträchtigt unsere Fähigkeit, Temperaturänderungen beim Szenenwechsel in einer VR-Umgebung zu messen.

Die Entwicklung der thermischen sensorischen Rendering-Technologie hat also großes Potenzial, eine neue interaktive Methode bereitzustellen.

Traditionelle Techniken hinterlassen normalerweise Restwärme im Körper oder in der Haut, was sich auf die spätere Präsentation auswirkt. Die Forschung eines Teams der Universität Tsukuba, des Tokyo Institute of Technology und des Nara Advanced Institute of Science and Technology in Japan konzentrierte sich auf die Darstellung thermischer Empfindungen mit geringer Abwärme, insbesondere Kälteempfindungen.

Um die Auswirkungen der Abwärme im System zu mildern, wählten die Forscher eine kontaktlose Methode und untersuchten die Auswirkungen der Abwärme auf die Haut, die thermische Empfindungen wie ein „kaltes“ Gefühl hervorrufen kann, ohne die Haut wesentlich zu verändern Hauttemperatur.

Konkret integrierte das Team zwei äußerst reaktionsfähige und unabhängige Wärmeübertragungsmechanismen: Kaltluftkonvektion und sichtbare Lichtstrahlung, um eine berührungslose Wärmestimulation zu ermöglichen. Durch den schnellen Wechsel zwischen spürbaren Temperaturabfällen und nicht wahrnehmbaren Temperaturerhöhungen im selben Hautbereich hält das System eine nahezu konstante Hauttemperatur aufrecht und vermittelt gleichzeitig ein anhaltendes Kältegefühl.

In einem Experiment mit 15 Probanden verspürten mehr als 86,67 % der Teilnehmer ein anhaltendes „Kältegefühl“, wenn die Abkühlrate –0,2 bis –0,24 °C/s und das Abkühlzeitverhältnis 30 bis 50 % betrug.

Bewertungsergebnisse zeigen, dass das System ein virtuelles Kältegefühl ohne tatsächliche Hauttemperaturänderungen erzeugen kann und erfolgreich ein Kältegefühl mit der gleichen Intensität wie anhaltende Hauttemperaturänderungen reproduziert hat.

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Diese bahnbrechende Technologie bietet eine neue Möglichkeit zur Simulation von Hautempfindungen, ohne den Körperzustand zu verändern, und soll dem Metaversum dienen und XR dabei helfen, die Immersion erheblich zu verbessern.

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