Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen

Diplomarbeit „Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen“ von Andreas Pusch, FHF 2003/2004
Wie bereits erwähnt, liegt das Hauptaugenmerk der akustische Ausgabe insbesondere auf dem
Unterhaltungsbereich (VR-Projektionskinos, HMDs etc.), spielt aber auch in
wissenschaftlichen Simulationen eine große Rolle. Einen weitläufigen Einsatz neben der
generellen Emotionalisierung scheint es im professionellen Bereich bisher jedoch nicht zu
geben.
Abb. 19, Akustische Ausgabegeräte
Haptische Ausgabegeräte
Ausgabegeräte haptischer bzw. kinästhetischer Modalität können zu einer signifikant höheren
Effizienz von VEs bzw. speziellen Applikationen führen, da Oberflächen ertastet, Objekte
durch Hand- oder Armbewegungen verschoben, deren Lage und Position haptisch bestimmt
oder Objekte generell über Kraftrückkopplung manipuliert werden können. Dabei wird
jeweils der menschliche Tastsinn angesprochen. Die Beschränkung auf die Hand und/oder
den Arm bei der Verwendung haptischer Ausgabegeräte erfolgt aufgrund der Tatsache, dass
dort die Tastrezeptoren am höchsten konzentriert vorliegen (v.a. Hand), die entsprechenden
Geräte ein gutes Aufwand-Nutzen-Verhältnis aufweisen und die Komplexität überschaubar
bleibt. Die Einbeziehung anderer Körperteile wird v.a. aus den beiden zuletzt genannten
Gründen kaum kommerziell eingesetzt – lediglich zu Forschungszwecken. Ein wesentliches
Merkmal bleibt auch hier weiterhin die Höhe der DoF. [10]
Einsatz finden haptische Ausgabegeräte insbesondere bei der Ausbildung von Ärzten
(„Fühlen virtueller Patienten“), virtuellimmersiven wissenschaftlichen Repräsentationen oder
speziellen Anwendungsgebieten, die sich in relativer bzw. völliger Dunkelheit abspielen. [10]
Allgemein wird zwischen „Touch Feedback“ (Berührungsrückkopplung,
Hautsinneszellenstimulation) und „Force Feedback“ (Kraftrückkopplung, Stimulation muskel-
u. knochenspezifischer Nerven) unterschieden. Unter TF würde demnach etwa das
Antippen/Berühren einer Oberfläche, unter FF z.B. das Schieben eines virtuellen
Gegenstandes fallen.
Dem TF nähert man sich deshalb u.a. dank kleiner in einen Handschuh integrierter
pneumatischer Kissen, Micropin-Arrays (Pin-Matrix z.B. für die Finger, z.T. auch in
Handschuhen) oder elektrischer Reize. Aus ergonomischer, vordergründig aber medizinischer
Sicht werden elektrische Reize oder direkte Nervenbahnenstimulationen aktuell nicht mehr
eingesetzt. Dagegen trifft man zunehmend auf eine um die Temperatur erweiterte Ausgabe.
So wurde an der University of Salford (UK) das sog. „Enhanced Tactile Feedback“
eingeläutet, das genau die Integration der fühlbaren Temperaturausgabe mit einschließt. Über
kleine Wärmepumpen können bis zu 65°K Temperaturdifferenz erzeugt werden. Neben einer
vergrößerten Immersion bietet sich dadurch auch die Möglichkeit, kritische Zustände
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