Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/audiogesteuerte-aktuatoren-razers-vibrationen-kommen-aus-berlin-1904-139925.html    Veröffentlicht: 02.04.2019 12:00    Kurz-URL: https://glm.io/139925

Audiogesteuerte Aktuatoren

Razers Vibrationen kommen aus Berlin

Hinter Razers vibrierenden Kopfhörern, Mäusen und Stühlen steckt eine Firma aus Berlin: Lofelt produziert die Aktuatoren, die durch Audiosignale zur Vibration gebracht werden. Die Technik dahinter lässt sich auch auf andere Bereiche anwenden, wie wir uns anschauen konnten.

Auf der Elektronikmesse CES 2019 hat Razer verschiedene Prototypen seiner Hypersense-Reihe vorgestellt - Gaming-Peripheriegeräte, die dank eingebauter Motoren synchron mit den Geschehnissen auf dem Bildschirm vibrieren. Die kleinen Motoren, Aktuatoren genannt, stammen unter anderem vom Berliner Unternehmen Lofelt. Anders als herkömmliche Vibrationsmotoren werden sie direkt von den Audiosignalen angesteuert, was auch abseits von Spielen interessante Einsatzmöglichkeiten bietet. Wir haben uns mit dem Hersteller getroffen.

Dass Lofelt einen auf Audiosignalen basierenden Vibrationsmotor herstellt, liegt in der Geschichte des Unternehmens begründet: Das erste Produkt von Lofelt war ein kleiner Subwoofer, der beispielsweise an ein Smartphone angeschlossen werden konnte. Zwischen einem tieftönenden Lautsprecher und einem audiogetriebenen Aktuator liegen zwar noch einige Schritte, das Grundprinzip ist aber ähnlich: Der Motor entspricht in etwa dem Treiber eines Lautsprechers, die Audiosignale bestimmen die Frequenz und die Stärke der Vibration.

Großer Frequenzumfang bei den Vibrationen

Herkömmliche Vibrationsmotoren sind meist auf wenige Frequenzen voreingestellt, in denen sie vibrieren - etwa ein tiefes und ein hohes Brummen. Soll der Motor eine andere Frequenz wiedergeben, müsste das gesamte Design verändert werden und auch die Umgebung entsprechend programmiert sein; unkompliziert lässt sich dies in den meisten Fällen also nicht realisieren.

Bei den Lofelt-Aktuatoren hingegen ist die Frequenz der Vibration variabel, da sie auf dem eingegeben Audiosignal beruht. Im Falle von Razers Hypersense-Geräten bedeutet dies, dass ein tieffrequentes Audiosignal ein tiefes Vibrieren erzeugt und ein hochfrequentes ein entsprechend hohes. Das Audiosignal wird dabei aufgeteilt, wie sich am Beispiel des bereits im Handel erhältlichen Headsets Nari Ultimate von Razer gut erklären lässt.

Das ursprüngliche Signal wird zum einen an die Lautsprecher der Kopfhörer weitergeleitet und zum anderen an einen von Lofelt entwickelten Digital Signal Processor (DSP) gesendet. Dieser bearbeitet den Input und sendet ihn an den Aktuator weiter. Der DSP filtert beispielsweise Hintergrundgeräusche und Frequenzspitzen heraus, die zu unerwünschten Vibrationen führen könnten. Außerdem sorgt der Signalprozessor dafür, dass das an den Aktuator weitergegebene Signal nicht zu laut ist, was zu Beschädigungen führen könnte. Am Ende der Bearbeitungskette wird das Audiosignal noch verstärkt und schließlich an den Aktuator weitergegeben, der es als Vibration wiedergibt.

Geringe Latenz zwischen ursprünglichem Audiosignal und Vibrationen

Die Bearbeitung erfolgt mit möglichst geringer Latenz, sodass das eigentliche Audiosignal und die darauf zugeschnittene Vibration möglichst synchron sind. Idealerweise sollte diese Verzögerung unter 12 Millisekunden liegen. Lofelt gibt an, diese Latenz auf weniger als 6 Millisekunden reduzieren zu können. In unserem Test der Hypersense-Geräte auf der CES 2019 haben wir die Latenz nicht als Negativfaktor wahrnehmen können.

Anwendung auch abseits von Gaming möglich

Die Lofelt-Aktuatoren lassen sich auch in Nutzungsszenarien verwenden, in denen Audiosignale eigentlich keine Rolle spielen. So können beispielsweise unterschiedlich starke Vibrationen bei einem Drehschalter erzeugt werden. Lofelt hat uns einige Modelle gezeigt, die nach diesem Prinzip funktionieren: Drehen wir den Regler, wird die haptische Rückmeldung bei jedem Zwischenschritt stärker, indem die Frequenz des Audioinputs erhöht wird. Vom Audiosignal selbst hören wir nichts, es dient in diesem Szenario ausschließlich zur Steuerung der Vibration.

Der gleiche Drehregler kann über eine Änderung des Audioinputs auch ein komplett anderes haptisches Feedback geben. So können wir den Regler auch so einstellen, dass er nur auf bestimmten Positionen eine kurze Vibration von sich gibt. Derartig umfassende Änderungen in der Haptik sind dank des audiobasierten Aktuators einfach umzusetzen, ohne einen neuen Motor einzubauen oder neue Treiber schreiben zu müssen.

Entsprechend würde sich das Lofelt-System auch für technische Geräte eignen oder für den Innenraum eines Autos. Auch im Gaming-Bereich ist - abseits von den Hypersense-Geräten - ein Einsatz denkbar, beispielsweise in Handhelds. Lofelt hat diese Möglichkeit anhand einer Nintendo Switch ausgelotet: In einen der beiden seitlich ansteckbaren Controller hat das Unternehmen einen seiner kleinen Aktuatoren eingebaut, der in etwa so groß ist wie eine Münze.

Vibrationssignale sind besser abgestuft

Das Resultat sind sehr direkte und abgestufte Vibrationen. Auch hier können wir - wie bei den Hypersense-Geräten - keine nennenswert störende Latenz feststellen. Das gilt auch für den Playstation-4-Controller, bei dem Lofelt ebenfalls den ursprünglichen Motor gegen seinen eigenen Aktuator ausgetauscht hat. Auch hier erhalten wir bei Szenen eines Autorennspiels Vibrationen, die sich sehr gut an die Motorengeräusche anpassen. Die Vibration erscheint uns besser abgestuft als das Standardrumpeln des Controllers, das im Vergleich regelrecht grobschlächtig wirkt.

Zu künftigen Vermarktungsplänen wollte Lofelt noch keine genauen Angaben machen. Die Technik dürfte nicht nur Hersteller von Gaming-Hardware interessieren, sondern beispielsweise auch Autobauer. Schalter im Innenraum und insbesondere auf Touchpads, die in Autos immer populärer werden, ließen sich mit den Aktuatoren variabel mit haptischem Feedback untermalen. Auch im Musikbereich ist haptisches Feedback interessant, wie Lofelt in seinem Blog erklärt.  (tk)


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