Lehrveranstaltung
HI - Haptic Interfaces
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| Langname | Haptic Interfaces |
|---|---|
| Anerkennende LModule | HI_MaMT |
| Verantwortlich |
Prof. Dr.-Ing. Arnulph Fuhrmann
Professor Fakultät IME |
| Niveau | Master |
| Semester im Jahr | Wintersemester |
| Dauer | Semester |
| Stunden im Selbststudium | 60 |
| ECTS | 5 |
| Dozenten |
Dr. Turhan
Institut für Medien- und Phototechnik (IMP) |
| Voraussetzungen | Bachelor-Level Kenntnisse zu VR, AR und XR und Softwaresprachen Kenntnisse wie C#, C++ und Python |
| Unterrichtssprache | deutsch, englisch bei Bedarf |
| separate Abschlussprüfung | Ja |
Literatur
MacLean, K. E. (2008). Haptic interaction design for everyday interfaces. Reviews of Human Factors and Ergonomics, 4(1), 149-194. https://doi.org/10.1518/155723408X342826
• Costes and A. Lécuyer, "Inducing Self-Motion Sensations With Haptic Feedback: State-of-The-Art and Perspectives on “Haptic Motion”," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 16, no. 2, pp. 171-181, April-June 2023, https://doi.org/10.1109/TOH.2023.3279267
R. He, B. Zhang, Z. Bi and W. Zhang, "Development of a Hybrid Haptic Device with High Degree of Motion Decoupling," 2022 28th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP), Nanjing, China, 2022, pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/M2VIP55626.2022.10041070
M. Zhu, S. Biswas, S. I. Dinulescu, N. Kastor, E. W. Hawkes and Y. Visell, "Soft, Wearable Robotics and Haptics: Technologies, Trends, and Emerging Applications," in Proceedings of the IEEE, vol. 110, no. 2, pp. 246-272, Feb. 2022, https://doi.org/10.1109/JPROC.2021.3140049
D. J. Meyer, M. Wiertlewski, M. A. Peshkin and J. E. Colgate, "Dynamics of ultrasonic and electrostatic friction modulation for rendering texture on haptic surfaces," 2014 IEEE Haptics Symposium (HAPTICS), Houston, TX, USA, 2014, pp. 63-67, https://doi.org/10.1109/HAPTICS.2014.6775434
Shun Takanaka, Hiroaki Yano, and Hiroo Iwata. 2015. Multitouch haptic interface with movable touch screen. In SIGGRAPH Asia 2015 Haptic Media And Contents Design (SA '15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 13, 1–3. https://doi.org/10.1145/2818384.2818396
Dwivedi, S. Yu, C. Hao, G. Salvietti, D. Prattichizzo and P. Beckerle, "How Positioning Wearable Haptic Interfaces on Limbs Influences Virtual Embodiment," in IEEE Transactions on Haptics, https://doi.org/10.1109/TOH.2023.3347351
S. Ishikawa, Y. Ishibashi, P. Huang and Y. Tateiwa, "Effects of Robot Position Control Using Force Information in Remote Robot Systems with Force Feedback: Comparition between Human-Robot and Robot-Robot Cases," 2020 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI), Nagoya, Japan, 2020, pp. 179-183, https://doi.org/10.1109/ICCCI49374.2020.9145962
Ahmed Anwar, Tianzheng Shi, and Oliver Schneider. 2023. Factors of Haptic Experience across Multiple Haptic Modalities. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 260, 1–12. https://doi.org/10.1145/3544548.3581514
Embellishments Can Improve Player Experience in Games. In Proceedings of the 2021 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '21). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 126, 1–11. https://doi.org/10.1145/3411764.3445463
Massie, Thomas. “The PHANToM Haptic Interface: A Device for Probing Virtual Objects.” (1994). https://www.semanticscholar.org/paper/The-PHANToM-Haptic-Interface%3A-A-Device-for-Probing-Massie/115001433556340c41430e269bc8a415ba0c3c1f
Kaisa Väänänen-Vainio-Mattila, Jani Heikkinen, Ahmed Farooq, Grigori Evreinov, Erno Mäkinen, and Roope Raisamo. 2014. User experience and expectations of haptic feedback in in-car interaction. In Proceedings of the 13th International Conference on Mobile and Ubiquitous Multimedia (MUM '14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 248–251. https://doi.org/10.1145/2677972.2677996
Dorin-Mircea Popovici, Mihai Polceanu, and Aniela Popescu. 2015. Augmenting User Experience in Virtual Environments Through Haptic Feedback. In Proceedings of the 7th Balkan Conference on Informatics Conference (BCI '15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 10, 1–6. https://doi.org/10.1145/2801081.2801100
S. Komizunai, N. Colley and A. Konno, "An immersive nursing education system that provides experience of exemplary procedures from first person viewpoint with haptic feedback on wrist," 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), Honolulu, HI, USA, 2020, pp. 311-316, https://doi.org/10.1109/SII46433.2020.9025901
V. Hayward and K. E. Maclean, "Do it yourself haptics: part I," in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 14, no. 4, pp. 88-104, Dec. 2007, https://doi.org/10.1109/M-RA.2007.907921
Gabjong Han, Seokhee Jeon, and Seungmoon Choi. 2009. Improving perceived hardness of haptic rendering via stiffness shifting: an initial study. In Proceedings of the 16th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST '09). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 87–90. https://doi.org/10.1145/1643928.1643949
H. Singh, D. Janetzko, A. Jafari, B. Weber, C. -I. Lee and J. -H. Ryu, "Enhancing the Rate-Hardness of Haptic Interaction: Successive Force Augmentation Approach," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, no. 1, pp. 809-819, Jan. 2020, https://doi.org/10.1109/TIE.2019.2918500
Weir, D. W., J. Colgate, M. C. Lin, and M. Otaduy. "Stability of haptic displays." In Haptic Rendering: Foundations, Algorithms, and Applications, pp. 151-189. AK Peters, 2008. https://www.taylorfrancis.com/chapters/mono/10.1201/b10636-11/stability-haptic-displays-ming-lin-miguel-otaduy
K. Salisbury, F. Conti and F. Barbagli, "Haptic rendering: introductory concepts," in IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 24, no. 2, pp. 24-32, March-April 2004, https://doi.org/10.1109/MCG.2004.1274058
Rafael Vitor, Breno Keller, Thiago D'Angelo, Hector Azpurua, Andrea G. C. Bianchi, and Saul Delabrida. 2019. Collaborative teleoperation evaluation for drones. In Proceedings of the 18th Brazilian Symposium on Human Factors in Computing Systems (IHC '19). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 18, 1–11. https://doi.org/10.1145/3357155.3358439
Yohai Trabelsi, Or Shabat, Joel Lanir, Oleg Maksimov, and Sarit Kraus. 2023. Advice Provision in Teleoperation of Autonomous Vehicles. In Proceedings of the 28th International Conference on Intelligent User Interfaces (IUI '23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 750–761. https://doi.org/10.1145/3581641.3584068
Justin Storms, Steven Vozar, and Dawn Tilbury. 2014. Predicting human performance during teleoperation. In Proceedings of the 2014 ACM/IEEE international conference on Human-robot interaction (HRI '14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 298–299. https://doi.org/10.1145/2559636.2559808
Hashtrudi-Zaad K, Salcudean SE. Analysis of Control Architectures for Teleoperation Systems with Impedance/Admittance Master and Slave Manipulators. The International Journal of Robotics Research. 2001;20(6):419-445. https://doi.org/10.1177/02783640122067471
L. A. Jones and H. Z. Tan, "Application of Psychophysical Techniques to Haptic Research," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 6, no. 3, pp. 268-284, July-Sept. 2013, https://doi.org/10.1109/TOH.2012.74
S. N. Young and J. M. Peschel, "Review of Human–Machine Interfaces for Small Unmanned Systems with Robotic Manipulators," in IEEE Transactions on Human-Machine Systems, vol. 50, no. 2, pp. 131-143, April 2020, https://doi.org/10.1109/THMS.2020.2969380
Mateus L. Ribeiro, Henrique Manoel Lederman, Simone Elias, and FÁtima L. S. Nunes. 2016. Techniques and Devices Used in Palpation Simulation with Haptic Feedback. ACM Comput. Surv. 49, 3, Article 48 (September 2017), 28 pages. https://doi.org/10.1145/2962723
Nikoleta Yiannoutsou, Rose Johnson, and Sara Price. 2018. Exploring how children interact with 3D shapes using haptic technologies. In Proceedings of the 17th ACM Conference on Interaction Design and Children (IDC '18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 533–538. https://doi.org/10.1145/3202185.3210771
Carlos Bermejo and Pan Hui. 2021. A Survey on Haptic Technologies for Mobile Augmented Reality. ACM Comput. Surv. 54, 9, Article 184 (December 2022), 35 pages. https://doi.org/10.1145/3465396
B. Hari Chandana, N. Shaik and P. Chitralingappa, "Exploring the Frontiers of User Experience Design: VR, AR, and the Future of Interaction," 2023 International Conference on Computer Science and Emerging Technologies (CSET), Bangalore, India, 2023, pp. 1-6, https://doi.org/10.1109/CSET58993.2023.10346724
Jan Gugenheimer, Mark McGill, Samuel Huron, Christian Mai, Julie Williamson, and Michael Nebeling. 2020. Exploring Potentially Abusive Ethical, Social and Political Implications of Mixed Reality Research in HCI. In Extended Abstracts of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 1–8. https://doi.org/10.1145/3334480.3375180
Ainara Garzo and Nestor Garay-Vitoria. 2021. Ethical and legal implications for technological devices in clinical research in Europe: Flowchart design for ethical and legal decisions in clinical research. In Proceedings of the XXI International Conference on Human Computer Interaction (Interacción '21). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 20, 1–8. https://doi.org/10.1145/3471391.3471403
Kent Bye, Diane Hosfelt, Sam Chase, Matt Miesnieks, and Taylor Beck. 2019. The ethical and privacy implications of mixed reality. In ACM SIGGRAPH 2019 Panels (SIGGRAPH '19). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 4, 1–2. https://doi.org/10.1145/3306212.3328138
S. J. Lederman and L. A. Jones, "Tactile and Haptic Illusions," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 4, no. 4, pp. 273-294, October-December 2011, https://doi.org/10.1109/TOH.2011.2
Cutkosky, Mark R., Robert D. Howe, and William R. Provancher. "Force and tactile sensors." Springer Handbook of Robotics (2008): 455-476. https://doi.org/10.1007/978-3-540-30301-5_20
M. Aiple and A. Schiele, "Pushing the limits of the CyberGrasp™ for haptic rendering," 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Karlsruhe, Germany, 2013, pp. 3541-3546, https://doi.org/10.1109/ICRA.2013.6631073
Civelek, T. and Fuhrmann, A. (2023). Cartesian Robot Controlling with Sense Gloves and Virtual Control Buttons: Development of a 3D Mixed Reality Application. In Proceedings of the 18th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications (VISIGRAPP 2023) - GRAPP; ISBN 978-989-758-634-7; ISSN 2184-4321, SciTePress, pages 242-249. https://doi.org/10.5220/0011787700003417
Turhan Civelek and Arnulph Fuhrmann. 2022. Virtual Reality Learning Environment with Haptic Gloves. In Proceedings of the 2022 3rd International Conference on Education Development and Studies (ICEDS '22). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 32–36. https://doi.org/10.1145/3528137.3528142
• Costes and A. Lécuyer, "Inducing Self-Motion Sensations With Haptic Feedback: State-of-The-Art and Perspectives on “Haptic Motion”," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 16, no. 2, pp. 171-181, April-June 2023, https://doi.org/10.1109/TOH.2023.3279267
R. He, B. Zhang, Z. Bi and W. Zhang, "Development of a Hybrid Haptic Device with High Degree of Motion Decoupling," 2022 28th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP), Nanjing, China, 2022, pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/M2VIP55626.2022.10041070
M. Zhu, S. Biswas, S. I. Dinulescu, N. Kastor, E. W. Hawkes and Y. Visell, "Soft, Wearable Robotics and Haptics: Technologies, Trends, and Emerging Applications," in Proceedings of the IEEE, vol. 110, no. 2, pp. 246-272, Feb. 2022, https://doi.org/10.1109/JPROC.2021.3140049
D. J. Meyer, M. Wiertlewski, M. A. Peshkin and J. E. Colgate, "Dynamics of ultrasonic and electrostatic friction modulation for rendering texture on haptic surfaces," 2014 IEEE Haptics Symposium (HAPTICS), Houston, TX, USA, 2014, pp. 63-67, https://doi.org/10.1109/HAPTICS.2014.6775434
Shun Takanaka, Hiroaki Yano, and Hiroo Iwata. 2015. Multitouch haptic interface with movable touch screen. In SIGGRAPH Asia 2015 Haptic Media And Contents Design (SA '15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 13, 1–3. https://doi.org/10.1145/2818384.2818396
Dwivedi, S. Yu, C. Hao, G. Salvietti, D. Prattichizzo and P. Beckerle, "How Positioning Wearable Haptic Interfaces on Limbs Influences Virtual Embodiment," in IEEE Transactions on Haptics, https://doi.org/10.1109/TOH.2023.3347351
S. Ishikawa, Y. Ishibashi, P. Huang and Y. Tateiwa, "Effects of Robot Position Control Using Force Information in Remote Robot Systems with Force Feedback: Comparition between Human-Robot and Robot-Robot Cases," 2020 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI), Nagoya, Japan, 2020, pp. 179-183, https://doi.org/10.1109/ICCCI49374.2020.9145962
Ahmed Anwar, Tianzheng Shi, and Oliver Schneider. 2023. Factors of Haptic Experience across Multiple Haptic Modalities. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 260, 1–12. https://doi.org/10.1145/3544548.3581514
Embellishments Can Improve Player Experience in Games. In Proceedings of the 2021 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '21). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 126, 1–11. https://doi.org/10.1145/3411764.3445463
Massie, Thomas. “The PHANToM Haptic Interface: A Device for Probing Virtual Objects.” (1994). https://www.semanticscholar.org/paper/The-PHANToM-Haptic-Interface%3A-A-Device-for-Probing-Massie/115001433556340c41430e269bc8a415ba0c3c1f
Kaisa Väänänen-Vainio-Mattila, Jani Heikkinen, Ahmed Farooq, Grigori Evreinov, Erno Mäkinen, and Roope Raisamo. 2014. User experience and expectations of haptic feedback in in-car interaction. In Proceedings of the 13th International Conference on Mobile and Ubiquitous Multimedia (MUM '14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 248–251. https://doi.org/10.1145/2677972.2677996
Dorin-Mircea Popovici, Mihai Polceanu, and Aniela Popescu. 2015. Augmenting User Experience in Virtual Environments Through Haptic Feedback. In Proceedings of the 7th Balkan Conference on Informatics Conference (BCI '15). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 10, 1–6. https://doi.org/10.1145/2801081.2801100
S. Komizunai, N. Colley and A. Konno, "An immersive nursing education system that provides experience of exemplary procedures from first person viewpoint with haptic feedback on wrist," 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), Honolulu, HI, USA, 2020, pp. 311-316, https://doi.org/10.1109/SII46433.2020.9025901
V. Hayward and K. E. Maclean, "Do it yourself haptics: part I," in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 14, no. 4, pp. 88-104, Dec. 2007, https://doi.org/10.1109/M-RA.2007.907921
Gabjong Han, Seokhee Jeon, and Seungmoon Choi. 2009. Improving perceived hardness of haptic rendering via stiffness shifting: an initial study. In Proceedings of the 16th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST '09). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 87–90. https://doi.org/10.1145/1643928.1643949
H. Singh, D. Janetzko, A. Jafari, B. Weber, C. -I. Lee and J. -H. Ryu, "Enhancing the Rate-Hardness of Haptic Interaction: Successive Force Augmentation Approach," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, no. 1, pp. 809-819, Jan. 2020, https://doi.org/10.1109/TIE.2019.2918500
Weir, D. W., J. Colgate, M. C. Lin, and M. Otaduy. "Stability of haptic displays." In Haptic Rendering: Foundations, Algorithms, and Applications, pp. 151-189. AK Peters, 2008. https://www.taylorfrancis.com/chapters/mono/10.1201/b10636-11/stability-haptic-displays-ming-lin-miguel-otaduy
K. Salisbury, F. Conti and F. Barbagli, "Haptic rendering: introductory concepts," in IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 24, no. 2, pp. 24-32, March-April 2004, https://doi.org/10.1109/MCG.2004.1274058
Rafael Vitor, Breno Keller, Thiago D'Angelo, Hector Azpurua, Andrea G. C. Bianchi, and Saul Delabrida. 2019. Collaborative teleoperation evaluation for drones. In Proceedings of the 18th Brazilian Symposium on Human Factors in Computing Systems (IHC '19). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 18, 1–11. https://doi.org/10.1145/3357155.3358439
Yohai Trabelsi, Or Shabat, Joel Lanir, Oleg Maksimov, and Sarit Kraus. 2023. Advice Provision in Teleoperation of Autonomous Vehicles. In Proceedings of the 28th International Conference on Intelligent User Interfaces (IUI '23). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 750–761. https://doi.org/10.1145/3581641.3584068
Justin Storms, Steven Vozar, and Dawn Tilbury. 2014. Predicting human performance during teleoperation. In Proceedings of the 2014 ACM/IEEE international conference on Human-robot interaction (HRI '14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 298–299. https://doi.org/10.1145/2559636.2559808
Hashtrudi-Zaad K, Salcudean SE. Analysis of Control Architectures for Teleoperation Systems with Impedance/Admittance Master and Slave Manipulators. The International Journal of Robotics Research. 2001;20(6):419-445. https://doi.org/10.1177/02783640122067471
L. A. Jones and H. Z. Tan, "Application of Psychophysical Techniques to Haptic Research," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 6, no. 3, pp. 268-284, July-Sept. 2013, https://doi.org/10.1109/TOH.2012.74
S. N. Young and J. M. Peschel, "Review of Human–Machine Interfaces for Small Unmanned Systems with Robotic Manipulators," in IEEE Transactions on Human-Machine Systems, vol. 50, no. 2, pp. 131-143, April 2020, https://doi.org/10.1109/THMS.2020.2969380
Mateus L. Ribeiro, Henrique Manoel Lederman, Simone Elias, and FÁtima L. S. Nunes. 2016. Techniques and Devices Used in Palpation Simulation with Haptic Feedback. ACM Comput. Surv. 49, 3, Article 48 (September 2017), 28 pages. https://doi.org/10.1145/2962723
Nikoleta Yiannoutsou, Rose Johnson, and Sara Price. 2018. Exploring how children interact with 3D shapes using haptic technologies. In Proceedings of the 17th ACM Conference on Interaction Design and Children (IDC '18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 533–538. https://doi.org/10.1145/3202185.3210771
Carlos Bermejo and Pan Hui. 2021. A Survey on Haptic Technologies for Mobile Augmented Reality. ACM Comput. Surv. 54, 9, Article 184 (December 2022), 35 pages. https://doi.org/10.1145/3465396
B. Hari Chandana, N. Shaik and P. Chitralingappa, "Exploring the Frontiers of User Experience Design: VR, AR, and the Future of Interaction," 2023 International Conference on Computer Science and Emerging Technologies (CSET), Bangalore, India, 2023, pp. 1-6, https://doi.org/10.1109/CSET58993.2023.10346724
Jan Gugenheimer, Mark McGill, Samuel Huron, Christian Mai, Julie Williamson, and Michael Nebeling. 2020. Exploring Potentially Abusive Ethical, Social and Political Implications of Mixed Reality Research in HCI. In Extended Abstracts of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 1–8. https://doi.org/10.1145/3334480.3375180
Ainara Garzo and Nestor Garay-Vitoria. 2021. Ethical and legal implications for technological devices in clinical research in Europe: Flowchart design for ethical and legal decisions in clinical research. In Proceedings of the XXI International Conference on Human Computer Interaction (Interacción '21). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 20, 1–8. https://doi.org/10.1145/3471391.3471403
Kent Bye, Diane Hosfelt, Sam Chase, Matt Miesnieks, and Taylor Beck. 2019. The ethical and privacy implications of mixed reality. In ACM SIGGRAPH 2019 Panels (SIGGRAPH '19). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 4, 1–2. https://doi.org/10.1145/3306212.3328138
S. J. Lederman and L. A. Jones, "Tactile and Haptic Illusions," in IEEE Transactions on Haptics, vol. 4, no. 4, pp. 273-294, October-December 2011, https://doi.org/10.1109/TOH.2011.2
Cutkosky, Mark R., Robert D. Howe, and William R. Provancher. "Force and tactile sensors." Springer Handbook of Robotics (2008): 455-476. https://doi.org/10.1007/978-3-540-30301-5_20
M. Aiple and A. Schiele, "Pushing the limits of the CyberGrasp™ for haptic rendering," 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Karlsruhe, Germany, 2013, pp. 3541-3546, https://doi.org/10.1109/ICRA.2013.6631073
Civelek, T. and Fuhrmann, A. (2023). Cartesian Robot Controlling with Sense Gloves and Virtual Control Buttons: Development of a 3D Mixed Reality Application. In Proceedings of the 18th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications (VISIGRAPP 2023) - GRAPP; ISBN 978-989-758-634-7; ISSN 2184-4321, SciTePress, pages 242-249. https://doi.org/10.5220/0011787700003417
Turhan Civelek and Arnulph Fuhrmann. 2022. Virtual Reality Learning Environment with Haptic Gloves. In Proceedings of the 2022 3rd International Conference on Education Development and Studies (ICEDS '22). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 32–36. https://doi.org/10.1145/3528137.3528142
Abschlussprüfung
Details
ein haptisches Projekt wird von den teilnehmenden Studierenden durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, VR-Anwendungen zu planen, zu entwerfen und zu implementieren, die von haptischen Geräten unterstützt werden, die Berührungs-, Greif-, Kraftrückkopplungs- und Manipulationsprozesse in Echtzeit einbeziehen und einen Beitrag zum Bereich der Haptik leisten. Das Projekt sollte zu einer Anwendung führen, die eine bidirektionale Haptik-Interaktion zwischen einer Person oder einem haptischen Gerät und einem virtuellen Objekt, entfernten oder virtuellen Umgebung ermöglicht. Das Projekt wird in Teams von zwei oder drei Personen durchgeführt. Einzelprojekte sind nicht zugelassen. Alle Teammitglieder erhalten die gleiche Note für das Projekt. Es wird empfohlen, Projektteams aus Personen mit unterschiedlichem Hintergrund und Fähigkeiten zu bilden.Das Projekt sollte Folgendes beinhalten:
-Legen Sie fest, wie Sie den Erfolg messen wollen.
-Informieren Sie sich durch eine umfassende Literaturrecherche.
-Am Tag der Präsentation sollte das Projekt auch für einen Laien auf dem Gebiet der Haptik einfach zu verstehen und anzuwenden sein.
-Einen hohen "Produktionswert" haben (Force Feedback und visuell).
Nutzerstudien:
In der letzten zwei Woche des Semesters führen Sie eine kleine Benutzerstudie mit mindestens 3 Teilnehmern durch. Diese Benutzerstudie sollte so konzipiert sein, dass sie interessante Einblicke in Ihr System gewährt, die Leistung Ihres Systems bewertet oder ein besseres Verständnis dafür vermittelt, wie Benutzer mit Ihrem System interagieren. Sie werden in den letzten Wochen des Praktikums Zeit haben, um die Studien durchzuführen. Die Hälfte der Gruppen wird jeden Tag Studien durchführen, um den anderen Kursteilnehmern die Teilnahme zu ermöglichen.
Abschlussbericht:
Sie verfassen eine konzise Zusammenfassung im IEEERAS Konferenzformat. In dieser Zusammenfassung sollten Sie den Titel und die Autoren der Arbeit nennen, den Leser mit dem Thema vertraut machen (warum ist dies wichtig?), Informationen aus früheren Forschungsarbeiten weitergeben (was denken andere?), beschreiben, was Sie in diesem Forschungsbereich getan haben, den Zweck Ihres Projekts erklären (was wollten Sie erreichen?), Ihre Methoden erläutern (wie sind Sie vorgegangen?), Ihre Ergebnisse zusammenfassen (was haben Sie entdeckt?), die Bedeutung Ihrer Ergebnisse zusammenfassen (was bedeutet dies?) und zukünftige Arbeiten planen (was würden Sie als nächstes tun?). Diese Zusammenfassung sollte Diagramme und Fotos enthalten, gutgeschrieben und verständlich sein.
Mindeststandard
Das Projekt wird wie folgt bewertet:Allgemein:
-Konzept 10 Punkte. Ist die Motivation gut und ist die allgemeine Idee logisch?
-Ansatz 10 Punkte. Ist der Ansatz zur Lösung des Problems richtig?
Demonstration:
-Funktionalität 15 Punkte. Hat das System während der Demo auf interessante Weise funktioniert?
-Vollständigkeit 15 Punkte. War das Arbeitssystem vollständig?
Benutzerforschung:
-Design 10 Punkte. Wurde die Arbeit entworfen, um die gewünschten Informationen zu erfassen?
-Ergebnisse 10 Punkte. Wurden Informationen über Benutzer oder Gerätedesign gesammelt?
Zusammenfassender Bericht:
-Technische Stärke 15 Punkte. Ist der Artikel technisch korrekt und vollständig?
-Präsentation 15 Punkte. Ist der Bericht gutgeschrieben und enthält er angemessene unterstützende Grafiken?
GESAMT 100 Punkte
Regelungen für die Einreichung von Aufgaben:
Die Aufgaben werden als eine einzige .zip-Datei in der ILU-Website hochgeladen. Verspätet abgegebene Aufgaben werden mit einem Strafzuschlag von 20 % pro Tag belegt
Prüfungstyp
ein haptisches Projekt wird von den teilnehmenden Studierenden durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, VR-Anwendungen zu planen, zu entwerfen und zu implementieren, die von haptischen Geräten unterstützt werden, die Berührungs-, Greif-, Kraftrückkopplungs- und Manipulationsprozesse in Echtzeit einbeziehen und einen Beitrag zum Bereich der Haptik leisten. Das Projekt sollte zu einer Anwendung führen, die eine bidirektionale Haptik-Interaktion zwischen einer Person oder einem haptischen Gerät und einem virtuellen Objekt, entfernten oder virtuellen Umgebung ermöglicht. Das Projekt wird in Teams von zwei oder drei Personen durchgeführt. Einzelprojekte sind nicht zugelassen. Alle Teammitglieder erhalten die gleiche Note für das Projekt. Es wird empfohlen, Projektteams aus Personen mit unterschiedlichem Hintergrund und Fähigkeiten zu bilden.Das Projekt sollte Folgendes beinhalten:
-Legen Sie fest, wie Sie den Erfolg messen wollen.
-Informieren Sie sich durch eine umfassende Literaturrecherche.
-Am Tag der Präsentation sollte das Projekt auch für einen Laien auf dem Gebiet der Haptik einfach zu verstehen und anzuwenden sein.
-Einen hohen "Produktionswert" haben (Force Feedback und visuell).
Nutzerstudien:
In der letzten zwei Woche des Semesters führen Sie eine kleine Benutzerstudie mit mindestens 3 Teilnehmern durch. Diese Benutzerstudie sollte so konzipiert sein, dass sie interessante Einblicke in Ihr System gewährt, die Leistung Ihres Systems bewertet oder ein besseres Verständnis dafür vermittelt, wie Benutzer mit Ihrem System interagieren. Sie werden in den letzten Wochen des Praktikums Zeit haben, um die Studien durchzuführen. Die Hälfte der Gruppen wird jeden Tag Studien durchführen, um den anderen Kursteilnehmern die Teilnahme zu ermöglichen.
Abschlussbericht:
Sie verfassen eine konzise Zusammenfassung im IEEERAS Konferenzformat. In dieser Zusammenfassung sollten Sie den Titel und die Autoren der Arbeit nennen, den Leser mit dem Thema vertraut machen (warum ist dies wichtig?), Informationen aus früheren Forschungsarbeiten weitergeben (was denken andere?), beschreiben, was Sie in diesem Forschungsbereich getan haben, den Zweck Ihres Projekts erklären (was wollten Sie erreichen?), Ihre Methoden erläutern (wie sind Sie vorgegangen?), Ihre Ergebnisse zusammenfassen (was haben Sie entdeckt?), die Bedeutung Ihrer Ergebnisse zusammenfassen (was bedeutet dies?) und zukünftige Arbeiten planen (was würden Sie als nächstes tun?). Diese Zusammenfassung sollte Diagramme und Fotos enthalten, gutgeschrieben und verständlich sein.
Lernziele
Kenntnisse
Beschreibung von Ein- und Ausgabegeräten sowie spezifischer Hardware der haptischen und virtuellen Realität
- Haptische Geräte
- Haptische Handschuhe
- Haptische Entwicklungsplattformen und Anwendungen
- Haptische Schnittstellen
- Haptische Wahrnehmung
- Haptisches Feedback
Die Anwendungsbereiche haptischer Geräte und Anwendungen beschreiben
- Datenstrukturen und Algorithmen für haptische Geräte und anwendungsbasierte VR-Anwendungen
- Haptische 3D-Datenformate
- Räumliche Datenformate
Haptische Benutzerschnittstellen beschreiben
- Erstellung von haptischen Darstellungen
- Erstellung von haptischem Force Feedback
- Greifen von 3D-Objekten
- Manipulation von 3D-Objekten
- Navigation in haptischen Szenarien
- Systemkontrolle
Algorithmische und mathematische Grundlagen erklären
- Erfassung von Positionen und Orientierung
- Hand – Tracking
- Object – Tracking
- Haptic Rendering
- Algorithmen zum realistischen Rendering in Echtzeit Kollisionserkennung
- Schnittberechnungen zwischen Primitiven
- Diskrete und kontinuierliche Kollisionserkennung
Stabilitätsproblemen in VR und Teleoperationssystemen beschreiben
- Motion Sickness
- Feedbackverzögerung
- Vibrations- und Haptikprobleme
- Grafik- und Bildqualität
- Komplexität der Steurung
VR- und Haptik Technologien sowie ihrer ethischen und sozialen Auswirkungen beschreiben
- Datenschutz und Überwachung
- Realitätsverzerrung und psychologische Auswirkungen
- Haptisches Feedback in der Medizin und Rehabilitation
- Ethik der Simulation und des Trainings
- Inklusion und Barrierefreiheit
Kritischem Denken zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung beschreiben
Algorithmische und mathematische Grundlagen erklären
- Erfassung von Positionen und Orientierung
- Hand-Tracking
- Object-Tracking
- Haptic Rendering
- Algorithmen für realistisches Rendering in Echtzeit
- Kollisionserkennung
- Schnittberechnungen zwischen Primitiven
- Diskrete und kontinuierliche Kollisionserkennung
Stabilitätsprobleme in VR- und Teleoperationssystemen beschreiben
- Motion Sickness
- Feedbackverzögerung
- Vibrations- und Haptikprobleme
- Grafik- und Bildqualität
- Komplexität der Steuerung
VR- und Haptiktechnologien sowie ihrer ethischen und sozialen Auswirkungen beschreiben
- Datenschutz und Überwachung
- Realitätsverzerrung und psychologische Auswirkungen
- Haptisches Feedback in der Medizin und Rehabilitation
- Ethik der Simulation und des Trainings
- Inklusion und Barrierefreiheit
Kritisches Denken zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung
- Haptische Geräte
- Haptische Handschuhe
- Haptische Entwicklungsplattformen und Anwendungen
- Haptische Schnittstellen
- Haptische Wahrnehmung
- Haptisches Feedback
Die Anwendungsbereiche haptischer Geräte und Anwendungen beschreiben
- Datenstrukturen und Algorithmen für haptische Geräte und anwendungsbasierte VR-Anwendungen
- Haptische 3D-Datenformate
- Räumliche Datenformate
Haptische Benutzerschnittstellen beschreiben
- Erstellung von haptischen Darstellungen
- Erstellung von haptischem Force Feedback
- Greifen von 3D-Objekten
- Manipulation von 3D-Objekten
- Navigation in haptischen Szenarien
- Systemkontrolle
Algorithmische und mathematische Grundlagen erklären
- Erfassung von Positionen und Orientierung
- Hand – Tracking
- Object – Tracking
- Haptic Rendering
- Algorithmen zum realistischen Rendering in Echtzeit Kollisionserkennung
- Schnittberechnungen zwischen Primitiven
- Diskrete und kontinuierliche Kollisionserkennung
Stabilitätsproblemen in VR und Teleoperationssystemen beschreiben
- Motion Sickness
- Feedbackverzögerung
- Vibrations- und Haptikprobleme
- Grafik- und Bildqualität
- Komplexität der Steurung
VR- und Haptik Technologien sowie ihrer ethischen und sozialen Auswirkungen beschreiben
- Datenschutz und Überwachung
- Realitätsverzerrung und psychologische Auswirkungen
- Haptisches Feedback in der Medizin und Rehabilitation
- Ethik der Simulation und des Trainings
- Inklusion und Barrierefreiheit
Kritischem Denken zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung beschreiben
Algorithmische und mathematische Grundlagen erklären
- Erfassung von Positionen und Orientierung
- Hand-Tracking
- Object-Tracking
- Haptic Rendering
- Algorithmen für realistisches Rendering in Echtzeit
- Kollisionserkennung
- Schnittberechnungen zwischen Primitiven
- Diskrete und kontinuierliche Kollisionserkennung
Stabilitätsprobleme in VR- und Teleoperationssystemen beschreiben
- Motion Sickness
- Feedbackverzögerung
- Vibrations- und Haptikprobleme
- Grafik- und Bildqualität
- Komplexität der Steuerung
VR- und Haptiktechnologien sowie ihrer ethischen und sozialen Auswirkungen beschreiben
- Datenschutz und Überwachung
- Realitätsverzerrung und psychologische Auswirkungen
- Haptisches Feedback in der Medizin und Rehabilitation
- Ethik der Simulation und des Trainings
- Inklusion und Barrierefreiheit
Kritisches Denken zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Vorlesung | 2 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
Keine
Begleitmaterial
-Elektronischer Vortragsfolien
-Online-Materialien
-Standard-Laboranweisungen
-Tutorials für Werkzeuge
-Anleitungen/Verknüpfungen zu How-to-Websites
- Haptische und tragbare Geräte, Kleidung, Handschuhe
- Softwareentwicklungsplattformen wie Unity und Unreal Engine
-Online-Materialien
-Standard-Laboranweisungen
-Tutorials für Werkzeuge
-Anleitungen/Verknüpfungen zu How-to-Websites
- Haptische und tragbare Geräte, Kleidung, Handschuhe
- Softwareentwicklungsplattformen wie Unity und Unreal Engine
Separate Prüfung
keine
Lernziele
Fertigkeiten
- Erkennen von Merkmalen haptischer Geräte und Anwendungen
- Kennenlernen der Grundlagen der haptischen Wahrnehmung
- Positionen von haptischen Schnittstellen erkennen
- VR-Anwendungen mit haptischen Geräten entwickeln
- Haptische Systeme und Prozesse beurteilen
- Analysieren von haptischen Systemen und Prozessen
- Haptische Systeme und Verfahren testen
- Informationen und wissenschaftliche Literatur beschaffen, verstehen und auswerten
- Technische und wissenschaftliche Zusammenhänge darstellen und erläutern
- Eigene wissenschaftliche und technische Ergebnisse zielgruppengerecht präsentieren
- Anwenden wissenschaftlicher Methoden
- Haptische Systeme und Prozesse realisieren
- Grundlegende Steuerungen für Teleoperationen identifizieren und umsetzen
- Ursachen für Instabilitäten in VR- und Teleoperationssystemen verstehen
- Soziale und ethische Grundwerte anwenden
- Psychophysikalische und wahrnehmungsbezogene Tests entwerfen
- Über die neuesten Technologien und ethischen und sozialen Implikationen von VR mit haptischen Geräten diskutieren
- Sich selbst organisieren
- Sprachkenntnisse und interkulturelle Fähigkeiten anwenden
- Kennenlernen der Grundlagen der haptischen Wahrnehmung
- Positionen von haptischen Schnittstellen erkennen
- VR-Anwendungen mit haptischen Geräten entwickeln
- Haptische Systeme und Prozesse beurteilen
- Analysieren von haptischen Systemen und Prozessen
- Haptische Systeme und Verfahren testen
- Informationen und wissenschaftliche Literatur beschaffen, verstehen und auswerten
- Technische und wissenschaftliche Zusammenhänge darstellen und erläutern
- Eigene wissenschaftliche und technische Ergebnisse zielgruppengerecht präsentieren
- Anwenden wissenschaftlicher Methoden
- Haptische Systeme und Prozesse realisieren
- Grundlegende Steuerungen für Teleoperationen identifizieren und umsetzen
- Ursachen für Instabilitäten in VR- und Teleoperationssystemen verstehen
- Soziale und ethische Grundwerte anwenden
- Psychophysikalische und wahrnehmungsbezogene Tests entwerfen
- Über die neuesten Technologien und ethischen und sozialen Implikationen von VR mit haptischen Geräten diskutieren
- Sich selbst organisieren
- Sprachkenntnisse und interkulturelle Fähigkeiten anwenden
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Praktikum | 2 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
Keine
Begleitmaterial
- Online-Materialien
- Standard-Laboranweisungen
- Tutorials für Werkzeuge
- Anleitungen/Verknüpfungen zu How-to-Websites
- Haptische und tragbare Geräte, Kleidung, Handschuhe
- Softwareentwicklungsplattformen wie Unity und Unreal Engine
- Standard-Laboranweisungen
- Tutorials für Werkzeuge
- Anleitungen/Verknüpfungen zu How-to-Websites
- Haptische und tragbare Geräte, Kleidung, Handschuhe
- Softwareentwicklungsplattformen wie Unity und Unreal Engine
Separate Prüfung
Prüfungstyp
praxisnahes Szenario bearbeiten (z.B. im Praktikum)Details
Entwicklung unterschiedlicher haptikbasiarte VR/AR-Anwendungen mit Aufgaben zu den Themen der Vorlesung. Während des Praktikums bearbeiten die Studierenden die Aufgaben mit Hilfe durch den Dozenten. Danach erfolgt die eigenständige Fertigstellung im Selbststudium.Mindeststandard
Mehr als 80% aller Praktikumsaufgaben abgegeben. Eine Aufgabe, gilt als abgegeben, wenn diese zum überwiegenden Teil und selbstständig gelöst wurde.
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
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