Wearables: MIT-Forscher experimentieren mit vibrotaktilem Display

Wearables, Computer in der Kleidung, eröffnen die Möglichkeit, Informationen auf eine neue Art und Weise darzustellen. Eine MIT-Forscherin befasst sich damit, wie Daten durch Vibrationen auf der Haut wahrgenommen werden können.

Artikel veröffentlicht am 14. Juni 2013, 19:51 Uhr, Werner Pluta

Vibrotaktiles Display: Dämpfungseffekt der Haut (Bild: Lynette Jones/MIT)

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) testen vibrotaktile Displays - also Möglichkeiten, Informationen durch sensorische Reize darzustellen. Lynette Jones hat ein Testgerät für solche Anwendungen konstruiert.

Haut sei ein gutes Kommunikationsmedium, wenn auch eines, das noch weitgehend unerschlossen sei. Haut und Retina hätten in etwa die gleiche Anzahl an Rezeptoren, sagt Jones. Aber in der Haut verteilten sie sich über eine viel größere Fläche. Die Haut sei sehr empfindsam und deshalb sehr nützlich für eine solche Anwendung. Es gelte, Wege zu finden, die Informationen zum Empfänger zu übertragen.

Ausbreitung der Vibrationen in der Haut

Dafür sei das Wissen wichtig, welche Körperregionen besonders gut auf Vibrationen ansprechen, damit die Entwickler die Vibrationsmotoren entsprechend platzieren könnten. Dafür hat Jones ein Verfahren entwickelt, um die Ausbreitung der Vibrationen in der Haut in drei Dimensionen zu erfassen.

Sie hat eine Anordnung aus acht kleinen Beschleunigungssensoren und einem Vibrationsmotor, wie er in Mobiltelefonen zum Einsatz kommt, konstruiert. Mit dieser Anordnung hat sie die Reaktionen an drei Körperstellen bei acht Probanden getestet: an der Handfläche, dem Unterarm und am Oberschenkel. An allen drei Körperstellen breiteten sich die Vibrationen nicht weiter als 8 Millimeter aus.

Neun Motoren

Eine zweite Anordnung bestand aus einer Matrix aus dreimal drei Motoren, die sie ebenfalls wieder an den drei Stellen testete. Auch hier wirkten die Vibrationen nicht weiter als 8 Millimeter, doch die Probanden nahmen sie noch bis zu einer Entfernung von 2,4 Zentimetern wahr. Sollten sie die Motoren in der Anordnung lokalisieren, konnte sie das in der Handfläche besser als am Unterarm oder am Schenkel. An allen drei Stellen konnten sie die Vibrationen der Eckmotoren besser erkennen als die der inneren Motoren. Das könnte daran liegen, dass der Mensch mit den Rändern seiner Körperteile Vibrationen und andere Reize lokalisiert, vermutet die MIT-Forscherin.

Der Dämpfungseffekt der Haut sei wichtig, wenn Entwickler beispielsweise mehrere Motoren mit verschiedenen Frequenzen einsetzen wollten, etwa einen schnelleren und einen langsameren, sagt Jones: Befänden sie sich zu nahe beieinander, könnten sie nicht zu unterscheiden sein. Oder sie könnten an einer Stelle am Körper unterschieden werden, an einer anderen hingegen nicht.

Was kann der Mensch verarbeiten?

Um ein Interface für einen bestimmten Empfindungskomplex - Sehen, Hören, Riechen, Schmecken oder Fühlen - zu gestalten, müsse man zuerst herausfinden, was der Mensch überhaupt verarbeiten könne, erklärt Jones, die ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift IEEE Transactions on Haptics veröffentlichen wird. "Es hat keinen Sinn, etwas sehr kompakt zu gestalten, was aus technischer Sicht wünschenswert sein mag, wenn es im menschlichen Gebrauch nicht unterscheidbar ist."

Gedacht sind vibrotaktile Displays für Wearables, also Computer zum Anziehen. Eine Anwendung könnte ein Navigationsgerät sein: Statt einer elektronischen Karte oder einer Stimme weisen Vibrationen auf seinem Körper dem Fahrer den Weg, oder das Muster der Vibrationen sagt ihm, in welche Richtung er abbiegen oder wann stoppen soll. Auch bei Katastropheneinsätzen könnten sie genutzt werden: Feuerwehrleute könnten beispielsweise mit Hilfe von taktilen Daten durch ein brennendes Gebäude geleitet werden.