Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Хирш [23] изучал одномерное зрительное слежение при моделировании управления положением самолета. Информация о скоростной ошибке передавалась посредством двух вибротак-тильных стимуляторов на большом и указательном пальцах. Он обнаружил, что снабжение скоростной информацией улучшало выполнение задания по сравнению с условием только зрительного предъявления. Хирш считает, что имеется множество практических ситуаций, в которых могут применяться тактильные дисплеи для обеспечения оператора обратной связью в условиях, когда иные каналы ему недоступны.
Другой пример использования тактильного дисплея в качестве дополнения при решении задачи управления с высокой зрительной нагрузкой описан Ягасински, Миллером и Гибсоном [24]. На рис. 6.16 показаны используемый ими тактильный дисплей и отношения между положением органа управления и способом представления информации. Тактильным дисплеем служит переменный по высоте выступ в рукоятке управления; ошибка предъявляется как пропорциональное смещение выступа вперед или назад на рукоятке. Движение рукоятки в соответствующем направлении устраняет имеющееся выпячивание, если оно уменьшает позиционную ошибку.
Новый тип тактильного дисплея состоит из воздушной или жидкой струи, направленной на кожу. Свойства такой системы изучали Лумис и Коллинс [28]; устройство создавало струю воды в направлении тонкой водонепроницаемой мембраны на поверхности кожи. Система позволяет генерировать точечный стимул, движущийся по коже почти с нулевой силой трения. Они обнаружили крайне высокую чувствительность к небольшим и быстрым изменениям в положении точечного стимула. Этот принцип открывает практический путь к разработке тактильных дисплейных систем, имеющих высокую скорость и большое число уровней квантования.
214 Глава 6
6.3.3. Тактильный канал, используемый для замещения
Вероятно, наиболее интересные проблемы, связанные с разработкой тактильных дисплеев, возникают при попытках использовать тактильный канал как заместительный или дополнительный канал для глухих и слепых. Для этих целей разработано много систем; в настоящем разделе суммируются некоторые главные аспекты разработки таких дисплейных систем.
Рис. 6 16. Отношения между положениями органа управления н способом представления информации для тактильного дисплея, изучавшегося Ягасин-сжи, Миллером й Гнбсоиом [24] Способ индикации ошибки показан на фрагментах б и д. Управляющее движение, обозначенное как 1, приводит к уменьшению индицируемой ошибки, что обозначено на рисунке символом 2.
Для оказания помощи людям со значительными нарушениями слуха было предложено множество разнообразных тактильных и электротактильных систем, но они не стали массовой продукцией и не получили широкого распространения. Это контрастирует со сравнительно большим числом пациентов, которым была сделана хирургическая операция по вживлению кохлеарного протезного устройства, стимулирующего непосредственно (электрически) слуховой нерв. Учитывая, однако, что для многих людей имплантационные операции не являются желательными, а также принимая во внимание эволюционный характер кохлеарной имплантации, следует признать эффективную тактильную помощь крайне необходимой [37]. В самом деле, тактильная помощь слепым при чтении обычного печатного текста нашла весьма широкое применение (Оптакон).
а
6
в
а
Представление слуховой и тактильной информации
215
Требования к разработкам
Шеррик [37] рассмотрел много важных требований к тактильным и электротактильным вспомогательным средствам; его работа содержит полезную информацию для разработки тактильных дисплеев и для других специальных целей. Одно из требований состоит в том, что вспомогательные средства должны быть небольшими по размеру и весу Тактильные средства для людей с сенсорными нарушениями, по всей видимости, должны носиться на теле, и поэтому они должны быть прочными и удобными в течение длительного времени эксплуатации. Возможность использования этих средств маленькими детьми означает, что дисплеи должны быть эффективными на небольшой площади кожи при своих малых размерах.
В дополнение к обычным техническим требованиям низкой утечки батареи, минимальных искажений и подходящей частотной характеристики система должна быть ограничена в отношении эмиссии акустической энергии. По самой своей природе вибрационные дисплеи генерируют акустическую энергию; этот нежелательный акустический выход может быть источником воздействий на людей или оборудование, находящихся поблизости от пользователя дисплея. В случае устройств, которые непосредственно перекодируют акустическую энергию в тактильную, акустическая обратная связь может вызывать в системе автоколебания.
Дисплейные системы должны также иметь широкий динамический диапазон (около 40 дБ), чтобы соответствовать диапазону чувствительности различных частей тела. Другое важное требование состоит в том, что система должна быть относительно нечувствительной к контактному давлению между кожей и механическим датчиком Действительно, значение статической силы, с которой кожа воздействует на датчик, не должно оказывать влияния на выходную силу датчика. Соединение между датчиком дисплея и кожей во многих применениях будет в значительной степени непостоянным, но это не должно отражаться на выходных характеристиках дисплея.
