Resumen

La integración de dispositivos hápticos en aplicaciones de entrenamiento virtual es una tarea compleja que requiere la integración de una variedad de librerías de software. Este trabajo se concentra en explorar la eficiencia de distintas librerías de detección de colisiones al utilizar modelado mixto (superficial/volumétrico) 3D de objetos en una escena virtual. Aplicando herramientas software de código abierto se desarrolla un entorno de interacción tridimensional con posibilidades de realimentación de fuerzas y de interacción entre componentes virtuales. Se presentan pruebas de interacción virtual con dos dispositivos hápticos, midiendo tiempos de inicialización, cuadros por segundo y consumo de RAM. Los resultados obtenidos argumentan la selección de la librería PhysX comparada con la librería V-Collide, para el análisis en la detección de colisiones en un entorno virtual con realimentación táctil.

1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas de teleoperación permiten extender las capacidades sensoriales y de destreza humana para controlar la realización de tareas de un robot (llamado dispositivo esclavo) en entornos remotos reales o virtuales. En un sistema básico de teleoperación, el operador maneja un manipulador maestro para indicar las acciones que debe ejecutar el manipulador esclavo a través de algún tipo de interfaz, ciertos canales de comunicación y sistemas sensoriales.

La háptica estudia e investiga la combinación de la modalidad sensorial del tacto en un entorno de realidad virtual. Las interfaces hápticas, kinestésicas, o también llamadas interfaces de reflexión de fuerzas, son dispositivos bidireccionales diseñados para reflejar las fuerzas generadas en la simulación del entorno remoto (Ollero et al., 2006). La única diferencia entre los sistemas hápticos y los sistemas teleoperados se relaciona con el tipo de señal de realimentación; en las interfaces hápticas, la zona remota no existe físicamente, y es simulada vía software, mientras que en la teleoperación, la zona remota está compuesta por un robot manipulador y un conjunto de sensores (Sabater, 2003). La mayoría de dispositivos hápticos utilizan las manos, aprovechando la alta densidad de receptores táctiles de los dedos.

La renderización de fuerzas es el procedimiento para la transmisión de una sensación táctil a través de la aplicación de una serie de vectores de fuerza en el dispositivo háptico debida a la interacción y transformación dinámica entre los objetos virtuales de la escena y el elemento que representa a la interfaz. Los métodos para el cálculo de fuerzas varían dependiendo de la configuración física del dispositivo y el modelo de representación háptica que se haga en el entorno virtual, tomado por ejemplo en los brazos robóticos seriales, con respecto a un solo punto de contacto o Proxy conocido también como háptic interface point HIP (Ryden et al., 2011).

• Materias:Realidad virtual Ingeniería de software Simulación por computador
• Subjects:Virtual reality Software engineering Computerized simulation
• Palabras claves:Detección de colisiones; Háptica; Realidad virtual
• Keywords:Collision detection; Haptics; Virtual reality