This study was conducted to explore budget DIY VR-gloves with haptics, and its use cases within Virtual Reality (VR). The VR-gloves were built according to an open-source project, called LucidGloves. A user test with 19 users was later conducted, where the VR-gloves were compared to Vive-controllers regarding the user experience in a VR-environment. The result for the entire test group showed no significant difference between the two units. A significant difference was found for the males, where the virtual hands were perceived more as their own (virtual body ownership) when using the VR-gloves. For the experienced VR-users, there was a significant difference regarding the object interaction, where the Vive-controllers appeared more realistic. The conclusions made is that if VR-gloves increase virtual body ownership for males, there is a potential to increase performance in VR-training simulators with VR-gloves. It is also crucial that the VR-gloves perform faultless to keep the user’s presence in VR. This is at the same time is difficult to do with one pair of gloves that should suit multiply hand sizes. The suggestions for improvement that were identified was to develop the responsivity and interaction for the VR-gloves. Further areas of improvement were to increase the robustness of the gloves, where suggestions were developed regarding a different component layout, battery placement and cord attachment. / Denna studie utfördes för att utforska egenbyggda billiga VR-handskar med haptik och dess användningsmöjligheter inom Virtual Reality (VR). VR-handskarna byggdes utifrån ett open source-projekt kallat LucidGloves. Ett användartest med 19 deltagare jämförde sedan VR-handskarna med Vive-kontroller i avseende på användarupplevelse i en VR-miljö. För hela testgruppen fanns ingen signifikant skillnad mellan de två styrsystemen. För männen upplevdes de virtuella händerna mer som ens egna händer (virtuellt kroppsägande) när VR-handskar användes. För enbart erfarna VR-användare fanns dessutom en signifikant skillnad gällande objektinteraktion, där det upplevdes mer realistiskt med Vive-kontrollerna. Slutsatser som dragits är att handskarna med ökat virtuellt kroppsägande för män visar potential i att förbättra träningssimulatorer i VR. Det är även viktigt att handskarna fungerar felfritt för att behålla användarens närvaro i VR (presence), men att detta är svårt att åstadkomma med ett par handskar som ska passa för olika handstorlekar. Förbättringsförslag som identifierades var framför allt att utveckla responsiviteten och interaktionen för handskarna. Ytterligare förbättringsförslag var att förbättra robustheten på handskarna, där förslag om förbättrad komponentlayout, batteriplacering och sladdfäste togs fram.

Denna undersökning belyser varför beröring är ett viktigt sinne för att stärka VR-upplevelser. Genom att använda beröring som metod för att utforska fysiska egenskaper har vi skapat endigital gestaltning som demonstrerar hur denna unika förmåga kan användas. Denna undersökning har bidragit till skapandet av ett nytt verktyg för framtida utveckling av VR-upplevelser, vilket har öppnat upp möjligheter att använda beröring som huvudmekanik. Genom att kombinera haptisk feedback och visualisering av händer och omgivning kan vi utforska och interagera med VR-spel på ett nytt och spännande sätt. / This study highlights why the sense of touch is important for enhancing VR experiences. By using touch as a method to explore physical properties, we have created a digital representation that demonstrates how this unique ability can be utilized. This study has contributed to the development of a new developer tool for future VR experience design, which has opened up possibilities for incorporating the sense of touch as a main mechanic. By combining haptic feedback and visualization of hands and the environment, we can explore and interact with VR games in a new and exciting way.

Spatial haptic interfaces have existed for more than 20 years but have not been widespread despite promising applications. The few devices found in the market as of today are either considered costly, of higher quality and produced in smaller series or mass-produced and cheap, but of lower quality. This thesis aims to develop a new serially-linked everyday haptic desktop product under the project name Polhem. It aims to be based on the previous efforts of WoodenHaptics and AluHaptics, developed by Forsslund et al. The electronics and control software is shared between the WoodenHaptics, the AluHaptics as well as the Polhem designed and manufactured in this project. Polhem is capable of delivering forces in 3 DOF and its manipulandum is trackable in 6 DOF. Polhem is designed so as to eliminate problems related to angular tracking technologies currently used in some higher-end haptic devices. / Spatiala haptiska gränssnitt har existerat i mer än 20 år men har trots sina lovande applikationer inte varit tillgänglig i någon större utsträckning. De få enheter som finns på marknaden i dagsläget anses antingen vara dyra, av högre kvalitet och produceras i mindre serier eller massproducerade och billiga, men av lägre kvalitet. Denna avhandling syftar till att utveckla en ny serielänkad haptisk produkt under projektnamnet Polhem. Polhem syftar till att baseras på de föregående enheterna WoodenHaptics och AluHaptics, som utvecklats av Forsslund et al. Elektroniken och reglermjukvaran delas mellan WoodenHaptics, AluHaptics och Polhem. Polhem kan leverera krafter i 3 frihetsgrader och dess manipulandum kan spåras i 6 frihetsgrader. Polhem är utformad så att den eliminerar problem relaterade till äldre vinkelspårningsteknologi som för närvarande används i många högpresterande haptiska enheter

One of the central goals of design is the creation of experiences that are rated favorably in the intended application context. User expectations play an integral role in tactile product quality and tactile plausibility judgments alike. In the vibrotactile authoring process for virtual environments, vibra-tion is created to match the user’s expectations of the presented situational context. Currently, inefficient trial and error approaches attempt to match expectations implicitly. A more efficient, model-driven procedure based explicitly on tactile user expectations would thus be beneficial for author-ing vibrations. In everyday life, we are frequently exposed to various whole-body vibrations. Depending on their temporal and spectral proper-ties we intuitively associate specific perceptual properties such as “tin-gling”. This suggests a systematic relationship between physical parame-ters and perceptual properties. To communicate with potential users about such elicited or expected tactile properties, a standardized design language is proposed. It contains a set of sensory tactile perceptual attributes, which are sufficient to characterize the perceptual space of vibration encountered in everyday life. This design language enables the assessment of quantita-tive tactile perceptual specifications by laypersons that are elicited in situational contexts such as auditory-visual-tactile vehicle scenes. Howev-er, such specifications can also be assessed by providing only verbal de-scriptions of the content of these scenes. Quasi identical ratings observed for both presentation modes suggest that tactile user expectations can be quantified even before any vibration is presented. Such expected perceptu-al specifications are the prerequisite for a subsequent translation into phys-ical vibration parameters. Plausibility can be understood as a similarity judgment between elicited features and expected features. Thus, plausible vibration can be synthesized by maximizing the similarity of the elicited perceptual properties to the expected perceptual properties. Based on the observed relationships between vibration parameters and sensory tactile perceptual attributes, a 1-nearest-neighbor model and a regression model were built. The plausibility of the vibrations synthesized by these models in the context of virtual auditory-visual-tactile vehicle scenes was validat-ed in a perceptual study. The results demonstrated that the perceptual spec-ifications obtained with the design language are sufficient to synthesize vibrations, which are perceived as equally plausible as recorded vibrations in a given situational context. Overall, the demonstrated design method can be a new, more efficient tool for designers authoring vibrations for virtual environments or creating tactile feedback. The method enables further automation of the design process and thus potential time and cost reductions.:Preface III Abstract V Zusammenfassung VII List of Abbreviations XV 1 Introduction 1 1.1 General Introduction 1 1.1 Objectives of the Thesis 4 1.2 Structure of the Thesis 4 2. Tactile Perception in Real and Virtual Environments 7 2.1 Tactile Perception as a Multilayered Process 7 2.1.1 Physical Layer 8 2.1.2 Mechanoreceptor Layer 9 2.1.3 Sensory Layer 19 2.1.4 Affective Layer 26 2.2 Perception of Virtual Environments 29 2.2.1 The Place Illusion 29 2.2.2 The Plausibility Illusion 31 2.3 Approaches for the Authoring of Vibrations 38 2.3.1 Approaches on the Physical Layer 38 2.3.2 Approaches on the Mechanoreceptor Layer 40 2.3.3 Approaches on the Sensory Layer 40 2.3.4 Approaches on the Affective Layer 43 2.4 Summary 43 3. Research Concept 47 3.1 Research Questions 47 3.1.1 Foundations of the Research Concept 47 3.1.2 Research Concept 49 3.2 Limitations 50 4. Development of the Experimental Setup 53 4.1 Hardware 53 4.1.1 Optical Reproduction System 53 4.1.2 Acoustical Reproduction System 54 4.1.3 Whole-Body Vibration Reproduction System 56 4.2 Software 64 4.2.1 Combination of Reproduction Systems for Unimodal and Multimodal Presentation 64 4.2.2 Conducting Perceptual Studies 65 5. Assessment of a Sensory Tactile Design Language for Characterizing Vibration 67 5.1.1 Design Language Requirements 67 5.1.2 Method to Assess the Design Language 69 5.1.3 Goals of this Chapter 70 5.2 Tactile Stimuli 72 5.2.1 Generalization into Excitation Patterns 72 5.2.2 Definition of Parameter Values of the Excitation Patterns 75 5.2.3 Generation of the Stimuli 85 5.2.4 Summary 86 5.3 Assessment of the most relevant Sensory Tactile Perceptual Attributes 86 5.3.1 Experimental Design 87 5.3.2 Participants 88 5.3.3 Results 88 5.3.4 Aggregation and Prioritization 89 5.3.5 Summary 91 5.4 Identification of the Attributes forming the Design Language 92 5.4.1 Experimental Design 93 5.4.2 Participants 95 5.4.3 Results 95 5.4.4 Selecting the Elements of the Sensory Tactile Design Language 106 5.4.5 Summary 109 5.5 Summary and Discussion 109 5.5.1 Summary 109 5.5.2 Discussion 111 6. Quantification of Expected Properties with the Sensory Tactile Design Language 115 6.1 Multimodal Stimuli 116 6.1.1 Selection of the Scenes 116 6.1.2 Recording of the Scenes 117 6.1.3 Recorded Stimuli 119 6.2 Qualitative Communication in the Presence of Vibration 123 6.2.1 Experimental Design 123 6.2.2 Participants 124 6.2.3 Results 124 6.2.4 Summary 126 6.3 Quantitative Communication in the Presence of Vibration 126 6.3.1 Experimental Design 127 6.3.2 Participants 127 6.3.3 Results 127 6.3.4 Summary 129 6.4 Quantitative Communication in the Absence of Vibration 129 6.4.1 Experimental Design 130 6.4.2 Participants 132 6.4.3 Results 132 6.4.4 Summary 134 6.5 Summary and Discussion 135 7. Synthesis Models for the Translation of Sensory Tactile Properties into Vibration 137 7.1 Formalization of the Tactile Plausibility Illusion for Models 139 7.1.1 Formalization of Plausibility 139 7.1.2 Model Boundaries 143 7.2 Investigation of the Influence of Vibration Level on Attribute Ratings 144 7.2.1 Stimuli 145 7.2.2 Experimental Design 145 7.2.3 Participants 146 7.2.4 Results 146 7.2.5 Summary 148 7.3 Comparison of Modulated Vibration to Successive Impulse-like Vibration 148 7.3.1 Stimuli 149 7.3.2 Experimental Design 151 7.3.3 Participants 151 7.3.4 Results 151 7.3.5 Summary 153 7.4 Synthesis Based on the Discrete Estimates of a k-Nearest-Neighbor Classifier 153 7.4.1 Definition of the K-Nearest-Neighbor Classifier 154 7.4.2 Analysis Model 155 7.4.3 Synthesis Model 156 7.4.4 Interpolation of acceleration level for the vibration attribute profile pairs 158 7.4.5 Implementation of the Synthesis 159 7.4.6 Advantages and Disadvantages 164 7.5 Synthesis Based on the Quasi-Continuous Estimates of Regression Models 166 7.5.1 Overall Model Structure 168 7.5.2 Classification of the Excitation Pattern with a Support Vector Machine 171 7.5.3 General Approach to the Regression Models of each Excitation Pattern 178 7.5.4 Synthesis for the Impulse-like Excitation Pattern 181 7.5.5 Synthesis for the Bandlimited White Gaussian Noise Excitation Pattern 187 7.5.6 Synthesis for the Amplitude Modulated Sinusoidal Excitation Pattern 193 7.5.7 Synthesis for the Sinusoidal Excitation Pattern 199 7.5.8 Implementation of the Synthesis 205 7.5.9 Advantages and Disadvantages of the Approach 208 7.6 Validation of the Synthesis Models 210 7.6.1 Stimuli 212 7.6.2 Experimental Design 212 7.6.3 Participants 214 7.6.4 Results 214 7.6.5 Summary 219 7.7 Summary and Discussion 219 7.7.1 Summary 219 7.7.2 Discussion 222 8. General Discussion and Outlook 227 Acknowledgment 237 References 237 / Eines der zentralen Ziele des Designs von Produkten oder virtuellen Um-gebungen ist die Schaffung von Erfahrungen, die im beabsichtigten An-wendungskontext die Erwartungen der Benutzer erfüllen. Gegenwärtig versucht man im vibrotaktilen Authoring-Prozess mit ineffizienten Trial-and-Error-Verfahren, die Erwartungen an den dargestellten, virtuellen Situationskontext implizit zu erfüllen. Ein effizienteres, modellgetriebenes Verfahren, das explizit auf den taktilen Benutzererwartungen basiert, wäre daher von Vorteil. Im Alltag sind wir häufig verschiedenen Ganzkörper-schwingungen ausgesetzt. Abhängig von ihren zeitlichen und spektralen Eigenschaften assoziieren wir intuitiv bestimmte Wahrnehmungsmerkmale wie z.B. “kribbeln”. Dies legt eine systematische Beziehung zwischen physikalischen Parametern und Wahrnehmungsmerkmalen nahe. Um mit potentiellen Nutzern über hervorgerufene oder erwartete taktile Eigen-schaften zu kommunizieren, wird eine standardisierte Designsprache vor-geschlagen. Sie enthält eine Menge von sensorisch-taktilen Wahrneh-mungsmerkmalen, die hinreichend den Wahrnehmungsraum der im Alltag auftretenden Vibrationen charakterisieren. Diese Entwurfssprache ermög-licht die quantitative Beurteilung taktiler Wahrnehmungsmerkmale, die in Situationskontexten wie z.B. auditiv-visuell-taktilen Fahrzeugszenen her-vorgerufen werden. Solche Wahrnehmungsspezifikationen können jedoch auch bewertet werden, indem der Inhalt dieser Szenen verbal beschrieben wird. Quasi identische Bewertungen für beide Präsentationsmodi deuten darauf hin, dass die taktilen Benutzererwartungen quantifiziert werden können, noch bevor eine Vibration präsentiert wird. Die erwarteten Wahr-nehmungsspezifikationen sind die Voraussetzung für eine anschließende Übersetzung in physikalische Schwingungsparameter. Plausible Vibratio-nen können synthetisiert werden, indem die erwarteten Wahrnehmungs-merkmale hervorgerufen werden. Auf der Grundlage der beobachteten Beziehungen zwischen Schwingungs¬parametern und sensorisch-taktilen Wahrnehmungsmerkmalen wurden ein 1-Nearest-Neighbor-Modell und ein Regressionsmodell erstellt. Die Plausibilität der von diesen Modellen synthetisierten Schwingungen im Kontext virtueller, auditorisch-visuell-taktiler Fahrzeugszenen wurde in einer Wahrnehmungsstudie validiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die mit der Designsprache gewonnenen Wahr-nehmungsspezifikationen ausreichen, um Schwingungen zu synthetisieren, die in einem gegebenen Situationskontext als ebenso plausibel empfunden werden wie aufgezeichnete Schwingungen. Die demonstrierte Entwurfsme-thode stellt ein neues, effizienteres Werkzeug für Designer dar, die Schwingungen für virtuelle Umgebungen erstellen oder taktiles Feedback für Produkte erzeugen.:Preface III Abstract V Zusammenfassung VII List of Abbreviations XV 1 Introduction 1 1.1 General Introduction 1 1.1 Objectives of the Thesis 4 1.2 Structure of the Thesis 4 2. Tactile Perception in Real and Virtual Environments 7 2.1 Tactile Perception as a Multilayered Process 7 2.1.1 Physical Layer 8 2.1.2 Mechanoreceptor Layer 9 2.1.3 Sensory Layer 19 2.1.4 Affective Layer 26 2.2 Perception of Virtual Environments 29 2.2.1 The Place Illusion 29 2.2.2 The Plausibility Illusion 31 2.3 Approaches for the Authoring of Vibrations 38 2.3.1 Approaches on the Physical Layer 38 2.3.2 Approaches on the Mechanoreceptor Layer 40 2.3.3 Approaches on the Sensory Layer 40 2.3.4 Approaches on the Affective Layer 43 2.4 Summary 43 3. Research Concept 47 3.1 Research Questions 47 3.1.1 Foundations of the Research Concept 47 3.1.2 Research Concept 49 3.2 Limitations 50 4. Development of the Experimental Setup 53 4.1 Hardware 53 4.1.1 Optical Reproduction System 53 4.1.2 Acoustical Reproduction System 54 4.1.3 Whole-Body Vibration Reproduction System 56 4.2 Software 64 4.2.1 Combination of Reproduction Systems for Unimodal and Multimodal Presentation 64 4.2.2 Conducting Perceptual Studies 65 5. Assessment of a Sensory Tactile Design Language for Characterizing Vibration 67 5.1.1 Design Language Requirements 67 5.1.2 Method to Assess the Design Language 69 5.1.3 Goals of this Chapter 70 5.2 Tactile Stimuli 72 5.2.1 Generalization into Excitation Patterns 72 5.2.2 Definition of Parameter Values of the Excitation Patterns 75 5.2.3 Generation of the Stimuli 85 5.2.4 Summary 86 5.3 Assessment of the most relevant Sensory Tactile Perceptual Attributes 86 5.3.1 Experimental Design 87 5.3.2 Participants 88 5.3.3 Results 88 5.3.4 Aggregation and Prioritization 89 5.3.5 Summary 91 5.4 Identification of the Attributes forming the Design Language 92 5.4.1 Experimental Design 93 5.4.2 Participants 95 5.4.3 Results 95 5.4.4 Selecting the Elements of the Sensory Tactile Design Language 106 5.4.5 Summary 109 5.5 Summary and Discussion 109 5.5.1 Summary 109 5.5.2 Discussion 111 6. Quantification of Expected Properties with the Sensory Tactile Design Language 115 6.1 Multimodal Stimuli 116 6.1.1 Selection of the Scenes 116 6.1.2 Recording of the Scenes 117 6.1.3 Recorded Stimuli 119 6.2 Qualitative Communication in the Presence of Vibration 123 6.2.1 Experimental Design 123 6.2.2 Participants 124 6.2.3 Results 124 6.2.4 Summary 126 6.3 Quantitative Communication in the Presence of Vibration 126 6.3.1 Experimental Design 127 6.3.2 Participants 127 6.3.3 Results 127 6.3.4 Summary 129 6.4 Quantitative Communication in the Absence of Vibration 129 6.4.1 Experimental Design 130 6.4.2 Participants 132 6.4.3 Results 132 6.4.4 Summary 134 6.5 Summary and Discussion 135 7. Synthesis Models for the Translation of Sensory Tactile Properties into Vibration 137 7.1 Formalization of the Tactile Plausibility Illusion for Models 139 7.1.1 Formalization of Plausibility 139 7.1.2 Model Boundaries 143 7.2 Investigation of the Influence of Vibration Level on Attribute Ratings 144 7.2.1 Stimuli 145 7.2.2 Experimental Design 145 7.2.3 Participants 146 7.2.4 Results 146 7.2.5 Summary 148 7.3 Comparison of Modulated Vibration to Successive Impulse-like Vibration 148 7.3.1 Stimuli 149 7.3.2 Experimental Design 151 7.3.3 Participants 151 7.3.4 Results 151 7.3.5 Summary 153 7.4 Synthesis Based on the Discrete Estimates of a k-Nearest-Neighbor Classifier 153 7.4.1 Definition of the K-Nearest-Neighbor Classifier 154 7.4.2 Analysis Model 155 7.4.3 Synthesis Model 156 7.4.4 Interpolation of acceleration level for the vibration attribute profile pairs 158 7.4.5 Implementation of the Synthesis 159 7.4.6 Advantages and Disadvantages 164 7.5 Synthesis Based on the Quasi-Continuous Estimates of Regression Models 166 7.5.1 Overall Model Structure 168 7.5.2 Classification of the Excitation Pattern with a Support Vector Machine 171 7.5.3 General Approach to the Regression Models of each Excitation Pattern 178 7.5.4 Synthesis for the Impulse-like Excitation Pattern 181 7.5.5 Synthesis for the Bandlimited White Gaussian Noise Excitation Pattern 187 7.5.6 Synthesis for the Amplitude Modulated Sinusoidal Excitation Pattern 193 7.5.7 Synthesis for the Sinusoidal Excitation Pattern 199 7.5.8 Implementation of the Synthesis 205 7.5.9 Advantages and Disadvantages of the Approach 208 7.6 Validation of the Synthesis Models 210 7.6.1 Stimuli 212 7.6.2 Experimental Design 212 7.6.3 Participants 214 7.6.4 Results 214 7.6.5 Summary 219 7.7 Summary and Discussion 219 7.7.1 Summary 219 7.7.2 Discussion 222 8. General Discussion and Outlook 227 Acknowledgment 237 References 237

A bilateral teleoperation system makes it possible for a human operator to interact with a remote environment and receive feedback from their actions. In this work, two different teleoperation architectures are studied, one well-established approach called position-force, and another approach called Model-Mediated Teleoperation (MMT). Position-force generates force feedback by measuring forces and sending them over the network, subject to network delay, while MMT generates nondelayed force feedback through a local environment model. The two architectures are compared in terms of transparency (quality of force feedback) and state consistency (equivalence of positions) under different network conditions. Up to 150 ms constant delay in Round Trip Time (RTT) is added. Both architectures are implemented as relatively simple versions of themselves. The case (teleoperation task) under consideration is pushing a cuboid object on a planar surface in a single direction. The MMT architecture is also studied in further detail, in terms of model complexity. Two versions of an MMT model are investigated, one simpler model that has a linear representation of energy loss and one less simple model that has a non-linear representation of energy loss. The purpose is to see what implications there are of increasing or decreasing model complexity. The results indicate that position-force has better performance in terms of both transparency and state consistency than both MMT models for all investigated network conditions. The simple version of MMT (linear model) performs better than the non-linear model, in terms of transparency and state consistency of cuboid positions, for all network conditions except the largest added delay. In terms of state consistency for the device positions, the non-linear model only performs better than the linear model with no added delay. / En distansstyrt system med tvåsidig kommunikation gör det möjligt för en mänsklig operatör att interragera med en avlägsen miljö och få återkoppling. I detta arbete studeras två olika arkitekturer för dessa typer av system. Ett väletablerat tillvägagångssätt som kallas position-force, och ett annat som kallas Model-Mediated Teleoperation (MMT). Position-force genererar kraftåterkoppling genom att mäta krafter och skicka dem över nätverket, utsatt för nätverksfördröjningar, medan MMT genererar en icke-fördröjd kraftåterkoppling från en lokalt modellerad miljö. De två arkitekturerna jämförs med avseende på ”transparency” (kvalitén på kraftåterkopplingen) och ”state consistency” (matchning av positioner) under olika nätverksförhållanden. De studerade förhållandena innefattar upp till 150 ms konstant fördröjning i tur och returtid. Båda arkitekturer implementeras som förhållandevis enkla versioner av sig själva. Det studerade fallet (operatörens uppgift) innefattar puttande på ett rätblock på en plan yta i en enkel riktning. MMT arkitekturen studeras även i vidare detalj med avseende på komplexitet hos den lokala modellen. Två versioner av MMT modellen undersöks, en enklare model som har en linjär representation av energiförlust, och en mer avancerad model som har en icke-linjär representation av energiförlust. Avsikten bakom detta är undersöka vilka implikationer som finns när komplexiteten hos modellen höjs eller sänks. Resultaten indikerar att position-force presterar bättre än MMT med avseende på både transparency och state consistency för alla undersökta nätverksfördröjningar. Den linjära MMT modellen presterar bättre än den icke-linjära modellen, med avseende på transparency och state consistency i rätblockspositioner, för alla nätverksförhållnaden utom den största pålagda fördröjningen. Vidare presterar den icke-linjära modellen bättre än den linjära modellen, med avseende på state consistency för styrande/styrd apparat, endast då ingen nätverksfördröjning läggs på.

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.

The project has the purpose of designing and developing a wearable haptic device for experiencing music through tactile vibrations on the body, and the result is the product concept BEATHOVEN and a completely new way of experiencing music.  Music is powerful, it touches our soul and gives form to our emotions. It captures the inner landscape of our minds, resonating in endless colours and nuances and shares it with others. Music has been a part of the human species for over 40 000 years and has played a fundamental role in our evolution and society; it is believed that we sang before we even spoke. Music, along with its aesthetic qualities, has throughout history been closely tied to our auditory perception. It was originally created and designed for listeners and has long been considered as something for the hearing. That perspective is starting to get more and more blurred out, however, and music is stepping out of auditory exclusivity. The general view of music today excludes over five percent of the world's population: people with disabling hearing loss. Hearing loss can impact a person’s life in many ways and one major impact is their ability to communicate with others. Music is another form of communication, and it is one where all of these people have thus far been excluded. The goal of this project is to design and develop a product that includes more people in music.  The project is carried out in collaboration with Pariception, a company specialized in research and development of assistive devices for people with deafblindness, and stems from one of their existing products: Good Vibrations. Good Vibrations is a wearable device for experiencing music through vibrations; it is a completely unique product and differs from all other solutions on the market. There are some brands, such as SubPac and Woojer, who have developed tactile music accessories, but these products are focused on enhancing a listening experience. Good Vibrations and BEATHOVEN are unique because they aim to convey the full musical experience and to be used independently from hearing. The current project brings Good Vibrations back to its basic concept idea, to redefine, refine, and design it into a usable, viable, and desirable consumer product: BEATHOVEN.   The project is made up of three main parts; to understand how the vibrotactile experience of music can be designed into a meaningful product, to understand how music can be conveyed through vibrotactile sensations on the body, and to know where on the body the vibrations should be conveyed to optimize the experience. To do this, we have created our own approach, adopting a mix of different design approaches such as design-driven innovation, human-centered design, embodied design, and aesthetic exploration. Research strongly indicates that it is possible to perceive aesthetic qualities within music through other senses than hearing, for example through stimuli such as tactile vibrations. To aid us in the development of the product, and to explore the aesthetic qualities of vibrations, we have defined a new research subject called Vibraesthetics.  The project has resulted in BEATHOVEN, a product concept featuring five vibrotactile actuators distributed to the chest and the neck. The product takes the input from any song or piece of music and transposes its frequencies to fit within 5-1000 Hz, which is the general range of human tactile perception. The music is further divided into three registers and distributed to separate and dedicated actuators. Some of the artist's original intentions with the music may be altered, but the richness of the experience is still there and available to anyone, regardless of their hearing abilities. / Målet med projektet är att utveckla och designa en bärbar haptisk produkt för att uppleva musik genom taktila vibrationer på kroppen. Resultatet av projektet är produktkonceptet BEATHOVEN och ett helt nytt sätt att uppleva musik.  Musik är kraftfull, det berör vår själ och sätter form på våra känslor. Det fångar vårt inre landskap, resonerar i oändliga färger och nyanser och delar det med andra. Musik har varit en del av den mänskliga arten i över 40 000 år och har spelat en grundläggande roll i vår utveckling och i vårt samhälle; mycket tyder på att vi sjöng innan vi ens började prata. Musik, tillsammans med dess estetiska kvalitéer, har genom historien varit nära knuten till vår hörsel. Den skapades ursprungligen och designades för lyssnare och har länge ansetts vara något för just hörseln. Den här synen på musik börjar dock mer och mer suddas ut, och nya sätt att uppleva musiken får ta plats. Genom den allmänna synen på musik vi har i dag utesluts dock över fem procent av världens befolkning: personer med nedsatt hörsel. Hörselnedsättning kan påverka människors liv på flera sätt och en viktig inverkan är på förmågan att kommunicera med andra. Musik är en annan form av kommunikation, en form där alla dessa människor hittills har blivit exkluderade. Målet med detta projekt är att designa och utveckla en produkt som inkluderar fler personer i musik.  Projektet genomförs i samarbete med Pariception, ett företag specialiserat på forskning och utveckling av hjälpmedel för personer med dövblindhet, och grundar sig i en av deras befintliga produkter: Good Vibrations. Good Vibrations är en bärbar produkt som möjliggör upplevelsen av musik genom taktila vibrationer; det är en helt unik produkt i sig och skiljer sig från alla andra lösningar som finns på marknaden idag. Det finns ett fåtal aktörer, som SubPac och Woojer, som har utvecklat taktila musiktillbehör, men de är enbart inriktade på att förstärka upplevelsen för den som redan hör. Good Vibrations och BEATHOVEN är unika av sitt slag då de eftersträvar att förmedla den fulla musikupplevelsen, oberoende av hörseln. I det här projektet tar vi Good Vibrations tillbaka till sin kärna, för att sedan omdefiniera, förfina och utforma den till en användbar, fungerande och åtråvärd konsumentprodukt: BEATHOVEN.  Projektet består av tre huvuddelar; att förstå hur musikens vibrotaktila upplevelse kan designas till en meningsfull produkt, att förstå hur musik kan förmedlas genom vibrotaktila förnimmelser på kroppen, samt att veta var på kroppen vibrationerna ska förmedlas för att optimera upplevelsen. För att göra detta, har vi skapat ett eget tillvägagångssätt, där vi har kombinerat olika designmetoder så som; design-driven innovation, människocentrerad design, embodied design och estetisk utforskning. Forskning visar starkt på att det är möjligt att uppleva estetiska egenskaper inom musiken genom andra sinnen än hörseln, till exempel genom taktila vibrationer. För att hjälpa oss i utvecklingsarbetet av produkten och för att bättre undersöka och förstå vibrationernas estetiska egenskaper har vi definierat ett nytt forskningsämne som heter Vibroestetik.  Resultatet av projektet är BEATHOVEN, ett produktkoncept bestående av vibrotaktila aktuatorer fördelade på bröstet och nacken. Produkten översätter vilken låt eller musik som helst och transponerar ner den till ett område på 5-1000 Hz, vilket är det allmänna omfånget för vår huds taktila uppfattningsförmåga. Musiken är sedan uppdelad i tre register och distribueras till separata aktuatorer. En viss del av konstnärens ursprungliga tankar och idéer med musiken kan förändras eller filtreras bort, men upplevelsens rikedom finns fortfarande kvar och är tillgänglig för alla, oavsett deras hörsel.

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.

When teachers reason about where they take their students to places such as cultural heritage sites, historical places and museums, they usually have a motive for why they choose to make such a trip. And it is usually because they want to evoke their students' abilities to work and study the school subject history. One of these abilities the teacher wants their students to uphold, are for example historical empathy. The aim of this study is to map the state of knowledge for how visits to historical sites and museums are used within and motivated in history teaching. The information retrieval was mainly performed on searching empirical information via databases such as SwePub, Libsearch and Google Scholar, through the search engine in Malmö University library webpage. After an extensive and thorough research, the information gathered from the search shows that both scholars, museum educators, teachers and students agree that it is good to make these kinds of field trips. It can help students to engage with and within history, to evolve their perspectives on the history and abilities to understand other people and their actions, thoughts and beliefs in the past. The reason for doing this research is to understand the purpose of these kinds of visits and in the near future to use this as an advantage, for ourselves when we want to evoke historical abilities in our future students.

The touch of textile products is a complex process, depending on the interaction between the human finger and the textile product. The evaluation of the touch, or so named handle properties is complex process, requiring samples, testing humans or special testing devices. The numerical evaluation of the surface is until now not reported, because of the complexity of the textile products. This work presents the current state of the 3D modelling of textile products at yarn and fiber level and the required additional steps in order these models to get applicable for numerical simulation of the fabric touch. This work cover only the aspects related to the textile representation and do not include the modelling of the human finger as mechanical and receptor system during the interaction. / Die Berührung und der Griffevaluation von Textilprodukten sind komplexe Prozesse, die von der Interaktion zwischen dem menschlichen Finger und dem Textilprodukt abhängig sind. Die Bewertung der 'Touch'- oder so genannten Griffeigenschaften ist ein komplexer Prozess, der Proben, Testpersonen oder spezielle Testgeräte erfordert. Die numerische Simulation der Oberflächenbeschaffenheiten ist aufgrund der Komplexität der textilen Produkte bisher nicht bekannt. Diese Arbeit stellt den aktuellen Stand der 3D-Modellierung von Textilprodukten auf Garn- und Faserebene und die erforderlichen zusätzlichen Schritte vor, damit diese Modelle für die numerische Simulation der Haptik von Textilien eingesetzt werden können. Es werden nur die Aspekte abgedeckt, die sich auf die Darstellung der Textilien beziehen und beinhaltet nicht die Modellierung des menschlichen Fingers als mechanisches und rezeptives System während der Interaktion.