mögliche Krafteinwirkungen
Taktile Wahrnehmung (taktiles Feedback)
Fast die gesamte Oberfläche der meschlichen Haut besteht aus Sinneszellen, die es ermöglichen, von außen kommende Druck- bzw. Temperaturunterschiede zu empfinden.
Diese Sinneszellen sind in den Fingerspitzen besonders stark ausgeprägt, so daß es in vielen Anwendung ausreicht, diese Zellen in irgend einer Art anzuregen, um das Gefühl einer bestimmten Oberflächenstruktur eines Körpers zu simulieren, wenn die Hand in einer virtuellen Welt einen Gegenstand berührt.
Dies geschieht dadurch, daß auf diese Zellen in den Fingerspitzen eine Kraft von außen einwirkt, welche das Gefühl, eine bestimmte Oberfläche zu berühren, hervorruft.
Es existiert bis zum heutigen Zeitpunkt jedoch leider noch keine Technologie, welche den taktilen Sinneseindruck perfekt vermitteln kann.
Dies liegt vor allem daran, daß es sehr aufwendig ist, die Position der Hand in einem virtuellen Raum zu bestimmen, und genau zu berechnen wann in diesem Raum ein bestimmter Gegenstand "angefasst" wird. Das Problem liegt vor allem darin, daß im Moment die Sensoren, welche die Bewegungen der Hand aufnehmen, noch zu ungenau sind, und daß der Rechenaufwand mit steigender Genauigkeit der Sensoren mit ansteigt, da die Sensoren immer mehr Daten liefern, die in kurzer Zeit verarbeitet werden müssen.
Ein weiterer Grund dafür ist, daß die verschiedenen Techniken um ein bestimmes Gefühl auf der menschlichen Haut zu verursachen noch nicht ausgreift sind, und somit nur grobe Oberflächenstukturen sinnvoll dargestellt werden können.
Es gibt aus diesem Gründen im Moment nur einige Techniken, die den Kontakt mit einer Oberfläche in irgendeiner Art spürbar machen, ihn jedoch noch nicht simulieren können.
Dies bedeutet, daß es im Moment nur möglich ist, den Kontakt mit einer Oberfläche darzustellen, die genaue Struktur der Oberfläche, sowie die Temperatur der Oberfläche kann jedoch im Moment noch nicht korrekt wiedergegeben werden.
Kapillare (dünne, mit Luft gefüllte Röhren)
Es gibt von einer Firma in England einen Datenhandschuh, der mit 20 Luftpolstern ausgerüstet ist, die je nach gewünschter Oberfläche mehr oder weniger aufgeblasen werden können, um einen bestimmten Eindruck von einer Oberfläche an die Hand zu vermitteln.
Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß es eine gewisse Zeit dauert, bis die Luftposter aufgeblasen sind, bzw. daß es eine noch längere Zeit erfordert, bis die Luft wieder aus den einzelnen Polstern entwichen ist.
Für einen Einsatz in der Praxis ist der erzielte Effekt jedoch meist ausreichend, so daßY diese Technik im Moment in vielen Einsatzgebieten ausreichend ist, da die genaue Stuktur der Oberflächen weniger wichtig ist, und es in den meisten Fällen ausreicht, wenn die Ãnderungen in den Luftpolstern erst nach einer gewissen Zeit fühlbar sind.
Vibratoren
Es wird bei dieser Technik versucht, durch schnelle Bewegungen an den Fingerspitzen im Datenhandschuh ein bestimmtes Gefühl auszulösen.
Diese Methode hat den Vorteil, daß Änderungen sehr schnell möglich sind, und daß somit die Kraft, welche auf die Haut wirkt, schnell verändert werden kann, da bei dieser Methode eine ständige Kraft auf die Haut wirkt und sich somit das Gefühl, über eine rauhe Oberfläche zu streichen, auf einfache Art realisiert werden kann.
Es ist also mit dieser Technik möglich, einen gewissen Grad von Oberflächenverläufen darzustellen, wenn diese eine gewisse Rauheit besitzen.
Es ist jedoch auch bei diesem Verfahren nicht möglich, genaue Oberflächenstrukturen und Oberflächentemperaturen darzustellen.
Diese Technik wird von der Firma Virtual Technologies dazu verwendet, um beim Tragen eines Datenhandschuhs ein Gefühl für die berührten Flächen im virtuellen Raum zu vermitteln. Genauere Infos findet man auf der Homepage der Firma Virtual Technologies (VTI) im Internet: www.virtex.com/prod_cybertouch.html
Drahtmatrix
Bei dieser Technik wird versucht, die einzelnen Oberflächen mit verschiedenen Drähten, die gegen die Oberfläche der Hand im Datenhandschuh drücken, zu simulieren.
Es wird hierbei also eine ähnliche Methode wie bei Nadeldruckern verwendet, welche es erlaubt, die einzelnen Nadeln (bzw. Drähte) mit Elektromagneten an die Haut zu drücken, um das Gefühl einer bestimmten Oberfläche zu vermitteln.
Diese Technik ist auch relativ schnell, so daß auch mit dieser rauhe Oberflächen relativ gut dargestellt werden können.
Die Darstellung von feinen Stukturen und Temperaturen einer Oberfläche können jedoch auch mit dieser Technik nicht realisiert werden.
Thermoelemente
Hier steht die Simulation von Wärme bzw. Kälte im Vordergrund, dieses Verfahren kann keine Oberflächen darstellen, sondern dient eigentlich nur zur Ergänzung der vorigen Verfahren, da es im Moment nur mit Hilfe von Thermoelementen möglich ist, den Eindruck von Temperatur einer Oberfläche zu vermitteln.
Es ist mit dieser Technik auf einfache Art möglich, verschiedene Temperaturen zu erzeugen, welche die Oberflächentemperatur von einzelnen Gegenständen im virtuellen Raum simulieren können.
Es werden im Moment eine Kombination von Termoelementen und Memory-Metallen (Metalle, welche sich bei verschiedenen Temperaturen oder Spannungen einfach verformen, und dann wenn die Ausgangs-temperatur bzw. -Spannung wieder vorhanden ist, wieder in ihre alte Form übergehen) eingesetzt.
Dies hat den Vorteil, daß die Temperaturdifferenz über die Thermoelemente im Datenhandschuh vermittelt wird, und die Memory Metalle die Kraftdifferenzen im Datenhandschuh übertragen können.
Propriozeption (propriozeptorisches Feedback)
Hier wird versucht, die Krafteinwirkungen von außen am ganzen Körper einwirken zu lassen.
Es ist bei dieser Technik erforderlich, daß für jeden Nutzer ein sogenanntes "Exoskelett" gebaut wird, welches es ermöglicht, die Krafteinwirkungen am gesamten Körper zu simulieren.
Da dies sehr aufwendig ist und die möglichen Anwendungsbereiche sehr stark eingeschränkt sind, existieren zu dieser Technik im Moment nur wenige Anwendungsmöglichkeiten.
Außerdem ist diese Technik wegen des hohen Aufwandes noch wenig im Einsatz, sondern wird nur in ganz speziellen Bereichen der Technik verwendet.
Kinästhetische Wahrnehmung (kinästhetisches Feedback)
Es wird auch hier versucht, Krafteinwirkungen auf den Körper zu simulieren. Es wird bei dieser Technik versucht, die verschiedenen Kräfte der Physik, wie Beschleunigung und Geschwindigkeit nachzubilden.
Hierzu ist im Normalfall ein hoher technischer Aufwand nötig, da diese Kräfte immer erzeugt werden müssen, und somit immer eine gewisse Mechanik nötig ist, um ein Gefühl für Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit spürbar zu machen.
Diese Technik wird heute jedoch schon bei fast allen Flug- bzw. Fahrsimulatoren verwendet, um die auftretenden Kräfte während des Fluges bzw. währed der Fahrt darstellen zu können.
In letzter Zeit wird diese Technik jedoch auch immer mehr in Vergnügungsparks eingesetzt, um verschiedene Simulatoren realistischer zu gestalten.
Die Technik beruht im wesentlichen darauf, daß eine Hydraulik eine Kabine in den drei möglichen Dimensionen mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt.
Es ist denkbar, daß die beweglichen Plattformen, auf denen der Anwender sitzt bzw. steht in der nächsten Zeit kleiner werden, und somit als Massenprodukte durch die Spieleindustrie verkauft werden können.