This report is aimed at setting up a virtual environment to study and analyze the force feedback during varying dynamic conditions of the virtual environment with the help of a Haptic Device ( Omega.7 ). Adequate Haptic feedback with the virtual object is also implemented. The objective of the project is to perform experiments to study how the subject tries to elude a visioproprioceptive mismatch during robotically arbitrated manipulations in virtual reality when he/she instigates an action, and then to assess the results. The study is also aimed at cognitively characterizing interaction with a virtual object, focusing particularly on stiffness. This might be of relevance for the rehabilitation field, as Virtual Reality and Haptic feedback allows fully controlled interactions and monitoring of subjects’ performances and also to specifically scrutinize how movement and force feedback influence our perception of the virtual environment. In order to set up the virtual environment, CHAI 3D is used, which is an open source set of C++ libraries for computer haptics, visualization and interactive real-time simulation [2]. / Avsikten med denna rapport är att beskriva utvecklingen av en virtuell miljö för att med hjälp av en haptisk utrustning (Omega 7) studera och analysera kraftåterkoppling under varierande dynamiska förhållanden. Haptisk återkoppling från virtuella objekt har utvecklats för detta ändamål. Målet med projektet är att med hjälp av utvecklat system genomföra experiment för att studera hur försökspersoner kan hantera bristande överensstämmelse mellan visuell och proprioceptiv återkoppling. Studien avser också kognitiv karaktärisering av mänsklig interaktion med ett virtuellt objekt, speciellt med fokus på objektets styvhet. Detta bedöms vara relevant inom rehabiliteringsområdet eftersom en virtuell verklighet i kombination med haptisk återkoppling möjliggör full kontroll över, och registrering av, hur interaktionen sker. Av speciellt intresse är att studera hur rörelse i, och kraftåterkoppling från den virtuella miljön påverkar vår upplevelse av densamma. För utveckling av den virtuella miljön har CHAI 3D använts. CHAI 3D är ett C++ bibliotek med öppen källkod avsedd för realtidssimulering av haptisk återkoppling och visualisering.

The goal of this thesis was to create a sensors glove with force feedback feeling when operating a humanoid robot hand. The development covered multiple areas such as mechanics, electronics and programming. The final product gave the user control over three fingers of a humanoid robotic hand. In the case where the robotic hand comes in contact with an object the user's finger movement is limited according to the pressure the robotic hands fingers exposes the object to. / Rapporten beskriver arbetet för framtagandet och skapandet av en sensorhandske med inbyggd force feedback funktion som därmed ska möjliggöra styrning över en mekanisk gripare med hög finmotorik. Detta för att kunna få en mer realistisk manövrering över griparen. Projektet är uppdelat i två system. Ett system för sensorhand som med en Arduino Uno Rev 3 styr servomotorer som används för att återskapa force feedbacken. Utöver det sker även mätning och analys av användarens fingerposition genom potentiometrar. Det andra systemet är för en humanoid robothand som även den använder sig av en Arduino Uno Rev 3 för att manövrera de servomotorer som handen använder för att flytta fingrarna. Mätning och analys av trycksensorer på robothandens fingertoppar genomförs för att möjliggör återskapandet av force feedback till användaren efter det tryck robothanden utsätter ett objekt för. De två systemen använder sig av ett I2C protokoll i form av multimaster and slave struktur för att kommunicera mellan det två mikrokontrollerna samt deras respektive servomotordrivarkretsar (Adafruit- PCA9685). För att undvika krockar i kommunikationen då mer än en master använder I2C linorna skapades en ovanpåliggande struktur för att upprätta regler för hur kommunikationen ska genomföras. All datahantering och kommunikation programmeras i C++. Programmeringskoden är skapad så att utbytet av robothanden och dess servodrivarkrets är möjligt. Sensorhandsken kan därmed implementeras till vad användaren väljer att använda den till, så länge kommunikationen sker med samma regler och struktur som upprättats. Utöver elektronik och programmering har även mycket mekanik tillämpats då olika delar av elektroniken ska byggas in och kunna fungera korrekt med rörliga mekaniska delar. Detta har bland annat använts i skapandet för fingerpositionsmätningen där trimpotentiometrar har byggts in och rörliga delar kan ändra på det resistiva motståndet i komponenten. Trots projektets begränsning till tre fingrar tyder projektet på att det framtagna konceptet av en sensorhandske med force feedback är fullt möjligt och genomförbart.