Nowadays the World Wide Web increasingly provides rich multimedia contents to its users.In order to further enhance the experience of web-users, researchers have sought solutions to integrate yet another modality into the web experience by augmenting web content with haptic properties. In those applications, users are able to interact with web virtual environments (such as games and e-learning systems) enriched with haptic contents. However, it is not easy for designers without pro cient web programming background and basic knowledge regarding haptics, to develop a web application with haptic content enabled. Additionally, there is currently no standard to describe and reuse a well-described haptic application which can be played in web browsers. In this thesis, I present an MPEG-V based authoring tool for facilitating the development procedure of haptics-enabled web applications. The system provides an interface for users to create their own application, add custom 3D models, and modify their graphic and haptic properties. Haptic properties include the speci cation of collision detection mechanism and object surface properties which in turn directly a ect the force simulations. Finally, the user is able to export a haptic-enabled 3D scene in a standard MPEG-V format which can be reconstructed in a web haptic player. A detailed experiment is conducted to evaluate the force simulations, application development process and design of user interface. The results not only verify my proposed methodology, but also show the high acceptance level by users with all levels of programming knowledge of the system.

<p>Presently, it is possible to use virtual learning environments for simulating abstract and/or complex scientific concepts. Multimodal Virtual Learning Environments use multiple sensory stimuli, including haptic feedback, in the representation of concepts. Past research</p> <p>on the utilization of haptics for learning has shown inconsistent results when gains in conceptual knowledge had been assessed. This research focused on two abstract phenomena</p> <p>Electricity and Magnetism and Buoyancy. These abstract concepts were experienced by students using either visual, visuo-haptic, or hands-on learning activities. Embodied</p> <p>Cognition Theory was used as a for the implementation of the learning environments. Both phenomena were assessed using qualitative and quantitative data analysis techniques.</p> <p>Results suggested that haptic, visual, and physical modalities affected positively the acquisition of conceptual knowledge of both concepts.</p>

No description available.

This thesis investigates the assumed affordance of haptic technology in a wearable context. This work position itself within the internet of things where wearable and connected objects have established themselves as a sub-domain in the area. Some argued that haptic technologies provide certain benefits when creating interfaces for wearable technologies. However, their seams to be a lack of studies investigating the natural responses to haptic technology from a user perspective. To investigate the assumed benefits of haptic technology, we have developed a prototype of a wearable haptic system. This system consists of two jacket were each jacket contains 16 touch sensitive sensor and haptic actuators. All interactions with the sensor of one jacket are mirrored with a haptic feedback in the other jacket. The purpose of this system is to investigate the initial responses and accord of haptic technology by users. The reason for doing this is to develop guidelines for further investigation into haptic technology as a means for creating wearable objects with a non-screen based interfaces.The study concludes there to be some merit to the use of rhythm for creating haptic interaction patterns as well as haptic technology affording a simple and natural dialog in human computer interaction. Further, we also conclude that there is some merit to haptic affording faster learning curves in novel non-screen based interaction and are suitable for providing clear feedback. This study also shows limitations for haptic technology. Haptics seem less proficient for interfaces existing in a system as well as handling errors. This study also proved problematic because of the lack in clearly defined methods for investigating novel non-screen based interfaces.In chapter two of this thesis we first present a theoretical overview of wearable’s generally and how haptic technology position itself within wearable technology. In chapter three, we move on by introducing our methods of research. Based on our theory we then frame the technological outline of the project and practical implementation. We follow this by presenting the results in chapter five from our user testing conducted with the prototype. We end our thesis with a discussion in chapter six with presenting the principal findings together with our discussion and future developments in chapter seven.

Intersection crashes account for over one-third of all crashes in the U.S., and 39% of these result in injury or death. As part of a larger effort to develop and evaluate in-vehicle countermeasures to reduce the number of intersection-related crashes, haptic warnings and a combined haptic/auditory warning were explored and compared to combined visual/auditory warnings. The first phase of this study determined which haptic brake pulse warning candidate most often resulted in the driver successfully stopping for an intersection. Five brake pulse warnings were tested (varied with respect to jerk, duration, and the number of pulses). Participants receiving the haptic warnings were 38 times more likely to stop at the intersection than those receiving no warning and 7.6 times more likely to stop than those receiving a combined visual/auditory tone warning. The 600ms-3 pulses condition was advanced to the second phase because it provided the longest warning and had a more favorable subjective rating; it was then combined with an auditory verbal warning (urgent "STOP"). This phase determined whether the added verbal warning resulted in differences from the haptic warning alone. Although the warning was activated 7.62 m (25 ft) closer to the intersection in the second phase than in the first phase, there were no significant differences for the reaction times and distance to stop bar. Participants receiving the haptic plus auditory verbal warning were also 1.5 times more likely to stop than those who received the haptic warning alone. Overall, this study shows that haptic warnings show promise for warning drivers of impending intersection violations. Guidelines for haptic intersection warnings were developed, including a recommendation that haptic warnings be combined with auditory verbal warnings for increased warning effectiveness. / Master of Science

Neben der äußeren Formgebung und den guten Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeugs kommt dem Innenraum eine immer größer werdende Bedeutung für die Schaffung einer positiven Emotionalität zu. Der Innenraum ist der Bereich, in dem der Kunde den engsten Kontakt mit dem Auto hat. Hier bewältigt er seine Fahraufgabe, hier „lebt“ er während der Fahrzeugnutzung. Die unterschiedliche Gewichtung der Anforderungen für die Gestaltung des Fahrzeuginnenraums bei den verschiedenen Automobilherstellern führte zu Beginn der 1990er-Jahre dazu, dass die Stellteile trotz einer steigenden Anzahl von Funktionen tendenziell abnahmen. Dies wurde durch die Einführung von sogenannten multifunktionalen Stellteilen ermöglicht. Eine intern durchgeführte Analyse von Anordnungskonzepten für Bedienelemente im PKW-Innenraum [Anguelov, 2002] bestätigte die folgenden zwei Erkenntnisse: Erstens findet eine Funktionsgruppierung der Stellteile und damit auch eine räumliche Gruppierung im Innenraum statt, zweitens sind die am häufigsten betätigten Stellteile der Taster und der Drehschalter. Weiterhin zeigte diese Analyse, dass häufig und herstellerunabhängig für sicherheits- und fahrspezifische Funktionen Taster und/oder Drehschalter verwendet werden – Start-Stopp- Taster, Taster für die Warnblinkanlage, Notruftaster, Taster für das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), Lichtdrehschalter etc. Der Kunde interessiert sich nicht dafür, was sich hinter dem einzelnen Bedienelement verbirgt, solange es seine Funktion erfüllt. Außerdem erwartet der Kunde hinsichtlich des Interieurs, dass der erste optische Eindruck durch die bei der Betätigung der Bedienelemente wahrnehmbare Haptik und das dabei auftretende Geräusch bestätigt wird. Kann diese Erwartungshaltung aufgrund des Schaltergeräusches nicht bestätigt werden, so verliert selbst ein ergonomisch hervorragender und mit einer ansprechenden Optik versehener Schalter jedwede Kundenakzeptanz. Die Steigerung der haptischen und akustischen Wertigkeit im Innenraum erweist sich daher als ein wesentlicher Beitrag zur Wertanmutung des gesamten Fahrzeugs. Kundengruppen mit spezifischen Eigenschaften und Motiven zu identifizieren und zu beschreiben. Psychologen arbeiten stetig an der Verbesserung der existierenden Kundentypologien, wobei Merkmale wie z. B. der Fahrstil und die technische Affinität berücksichtigt werden. Ohne ein solides Wissen über die speziellen Wünsche und Erwartungen der Kunden bezüglich der haptischen und akustischen Gestaltung der Bedienelemente ist der Automobilhersteller oft zu weit vom Kunden entfernt und entwickelt Produkte, welche die erwartete und erhoffte Kundenakzeptanz verfehlen. Aber nicht nur die Automobilhersteller, sondern auch die entsprechenden Zulieferer entdecken zunehmend die Wichtigkeit der Wertanmutung, wie folgende Zitate belegen: „Die Wertanmutung wird zu einem der wichtigsten Kriterien beim Kauf“ [Pressemappe Fa. Faurecia, Oktober 2004]; „Wertigkeit und Emotion sind entscheidende Elemente im Fahrzeuginnenraum. Denn die empfundene Wertanmutung ist bedeutend für die Kaufentscheidung des Kunden“ [Internetpublikation, Fa. Bayern Innovativ GmbH, Innovationskongress November 2006]. Trotz der weitverbreiteten Verwendung des Kunstwortes „Wertanmutung“ liegen seine genaue Bedeutung und Herkunft noch immer im Dunkeln, da es eine klare und eindeutige Definition des Begriffes in der deutschen Sprache bis heute nicht gibt. Aus den im Duden beschriebenen Bedeutungen der Begriffe „anmuten“1 und „zumuten“2 ließe sich jedoch ableiten, dass dieses Begriffspaar für eine Subjekt-Objekt- Beziehung steht bzw. auf eine solche übertragen werden kann. Demzufolge fühlt sich ein Subjekt „angemutet“ als Reaktion auf die „Zumutung“ eines Gegenstandes. Darüber hinaus suggeriert der Begriff „Anmutung“ ein gefühlsmäßiges, meist unbewusstes Eindruckerlebnis.

Neben der äußeren Formgebung und den guten Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeugs kommt dem Innenraum eine immer größer werdende Bedeutung für die Schaffung einer positiven Emotionalität zu. Der Innenraum ist der Bereich, in dem der Kunde den engsten Kontakt mit dem Auto hat. Hier bewältigt er seine Fahraufgabe, hier „lebt“ er während der Fahrzeugnutzung. Die unterschiedliche Gewichtung der Anforderungen für die Gestaltung des Fahrzeuginnenraums bei den verschiedenen Automobilherstellern führte zu Beginn der 1990er-Jahre dazu, dass die Stellteile trotz einer steigenden Anzahl von Funktionen tendenziell abnahmen. Dies wurde durch die Einführung von sogenannten multifunktionalen Stellteilen ermöglicht. Eine intern durchgeführte Analyse von Anordnungskonzepten für Bedienelemente im PKW-Innenraum [Anguelov, 2002] bestätigte die folgenden zwei Erkenntnisse: Erstens findet eine Funktionsgruppierung der Stellteile und damit auch eine räumliche Gruppierung im Innenraum statt, zweitens sind die am häufigsten betätigten Stellteile der Taster und der Drehschalter. Weiterhin zeigte diese Analyse, dass häufig und herstellerunabhängig für sicherheits- und fahrspezifische Funktionen Taster und/oder Drehschalter verwendet werden – Start-Stopp- Taster, Taster für die Warnblinkanlage, Notruftaster, Taster für das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), Lichtdrehschalter etc. Der Kunde interessiert sich nicht dafür, was sich hinter dem einzelnen Bedienelement verbirgt, solange es seine Funktion erfüllt. Außerdem erwartet der Kunde hinsichtlich des Interieurs, dass der erste optische Eindruck durch die bei der Betätigung der Bedienelemente wahrnehmbare Haptik und das dabei auftretende Geräusch bestätigt wird. Kann diese Erwartungshaltung aufgrund des Schaltergeräusches nicht bestätigt werden, so verliert selbst ein ergonomisch hervorragender und mit einer ansprechenden Optik versehener Schalter jedwede Kundenakzeptanz. Die Steigerung der haptischen und akustischen Wertigkeit im Innenraum erweist sich daher als ein wesentlicher Beitrag zur Wertanmutung des gesamten Fahrzeugs. Kundengruppen mit spezifischen Eigenschaften und Motiven zu identifizieren und zu beschreiben. Psychologen arbeiten stetig an der Verbesserung der existierenden Kundentypologien, wobei Merkmale wie z. B. der Fahrstil und die technische Affinität berücksichtigt werden. Ohne ein solides Wissen über die speziellen Wünsche und Erwartungen der Kunden bezüglich der haptischen und akustischen Gestaltung der Bedienelemente ist der Automobilhersteller oft zu weit vom Kunden entfernt und entwickelt Produkte, welche die erwartete und erhoffte Kundenakzeptanz verfehlen. Aber nicht nur die Automobilhersteller, sondern auch die entsprechenden Zulieferer entdecken zunehmend die Wichtigkeit der Wertanmutung, wie folgende Zitate belegen: „Die Wertanmutung wird zu einem der wichtigsten Kriterien beim Kauf“ [Pressemappe Fa. Faurecia, Oktober 2004]; „Wertigkeit und Emotion sind entscheidende Elemente im Fahrzeuginnenraum. Denn die empfundene Wertanmutung ist bedeutend für die Kaufentscheidung des Kunden“ [Internetpublikation, Fa. Bayern Innovativ GmbH, Innovationskongress November 2006]. Trotz der weitverbreiteten Verwendung des Kunstwortes „Wertanmutung“ liegen seine genaue Bedeutung und Herkunft noch immer im Dunkeln, da es eine klare und eindeutige Definition des Begriffes in der deutschen Sprache bis heute nicht gibt. Aus den im Duden beschriebenen Bedeutungen der Begriffe „anmuten“1 und „zumuten“2 ließe sich jedoch ableiten, dass dieses Begriffspaar für eine Subjekt-Objekt- Beziehung steht bzw. auf eine solche übertragen werden kann. Demzufolge fühlt sich ein Subjekt „angemutet“ als Reaktion auf die „Zumutung“ eines Gegenstandes. Darüber hinaus suggeriert der Begriff „Anmutung“ ein gefühlsmäßiges, meist unbewusstes Eindruckerlebnis.

We propose a real-time system to visualize multi-viewpoint visibility information for terrains, supporting flight path optimization for view coverage or vehicle exposure to ground. A volume rendered display and a haptic interface assist the user in selecting, assessing, and refining the computed flight path. We construct a three-dimensional scalar field representing the visibility of a point above the terrain, describe an efficient algorithm to compute visibility, and develop visual and haptic schemes to interact with the visibility field. Given the origin and destination, the desired flight path is computed using an efficient simulation of an articulated rope under the influence of the visibility gradient. The simulation framework also accepts user input, via the haptic interface, thereby allowing manual refinement of the flight path.

Virtual surgery planning systems have demonstrated great potential to help surgeons achieve a better functional and aesthetic outcome for the patient, and at the same time reduce time in the operating room resulting in considerable cost savings. However, the two-dimensional tools employed in these systems today, such as a mouse and a conventional graphical display, are difficult to use for interaction with three-dimensional anatomical images. Therefore surgeons often outsource virtual planning which increases cost and lead time to surgery. Haptics relates to the sense of touch and haptic technology encompasses algorithms, software, and hardware designed to engage the sense of touch. To demonstrate how haptic technology in combination with stereo visualization can make cranio-maxillofacial surgery planning more efficient and easier to use, we describe our haptics-assisted surgery planning (HASP) system. HASP supports in-house virtual planning of reconstructions in complex trauma cases, and reconstructions with a fibula osteocutaneous free flap including bone, vessels, and soft-tissue in oncology cases. An integrated stable six degrees-of-freedom haptic attraction force model, snap-to-fit, supports semi-automatic alignment of virtual bone fragments in trauma cases. HASP has potential beyond this thesis as a teaching tool and also as a development platform for future research. In addition to HASP, we describe a surgical bone saw simulator with a novel hybrid haptic interface that combines kinesthetic and vibrotactile feedback to display both low frequency contact forces and realistic high frequency vibrations when a virtual saw blade comes in contact with a virtual bone model.  We also show that visuo-haptic co-location shortens the completion time, but does not improve the accuracy, in interaction tasks performed on two different visuo-haptic displays: one based on a holographic optical element and one based on a half-transparent mirror.  Finally, we describe two prototype hand-worn haptic interfaces that potentially may expand the interaction capabilities of the HASP system. In particular we evaluate two different types of piezo-electric motors, one walking quasi-static motor and one traveling-wave ultrasonic motor for actuating the interfaces.

No description available.