Manus Metagloves Pro Haptic

Zapytaj o cenę i dostępnośc na info(@)pronetkrakow.com.pl

MANUS Metagloves Pro Haptic – profesjonalne rękawice do precyzyjnego śledzenia dłoni i haptyki
Manus — producent Holandia

MANUS Metagloves Pro Haptic to profesjonalne rękawice pomiarowe łączące precyzyjne śledzenie ruchów dłoni i palców z haptyczną informacją zwrotną. System wykorzystuje technologię pola elektromagnetycznego EMF – Electromagnetic Field do pomiaru położenia i orientacji każdego palca oraz pięć niezależnie sterowanych aktuatorów wibracyjnych, dzięki którym użytkownik może odczuwać kontakt z obiektami w środowisku wirtualnym lub podczas teleoperacji robota.

Rękawice są przeznaczone przede wszystkim do robotyki, teleoperacji, badań nad ruchem dłoni, tworzenia zbiorów danych dla sztucznej inteligencji, symulacji XR oraz profesjonalnych zastosowań motion capture. Model Pro Haptic odwzorowuje dłoń z wykorzystaniem 25 stopni swobody, tworząc jej szczegółowy model cyfrowy.

Specyfikacja techniczna

Śledzenie palców
Technologia pomiarowa: pole elektromagnetyczne EMF
Liczba czujników: 5 czujników umieszczonych na końcach palców
Pomiar każdego czujnika: 6 stopni swobody, czyli:
- 3 osie położenia,
- 3 osie obrotu
Częstotliwość próbkowania: 120 Hz
Opóźnienie przesyłania danych o ruchu:
- połączenie przewodowe: około 30 ms,
- połączenie bezprzewodowe: około 50 ms
Materiał obudowy czujników: PA-12
Model dłoni: 25 stopni swobody
Odporność pomiaru na zasłanianie czujników optycznych: śledzenie EMF nie wymaga widoczności kamer
Według producenta system nie wykazuje typowego dryfu charakterystycznego dla niektórych rozwiązań opartych wyłącznie na czujnikach inercyjnych.

Haptyczna informacja zwrotna
Liczba modułów haptycznych: 5 – po jednym na każdy palec
Technologia: silniki wibracyjne LRA – Linear Resonant Actuator
Rodzaj sprzężenia zwrotnego: jednowymiarowa informacja wibrotaktylna
Sterowanie intensywnością: 256 poziomów dla każdego palca
Częstotliwość sterowania: 120 Hz
Opóźnienie haptyczne:
- połączenie przewodowe: około 4 ms,
- połączenie bezprzewodowe: około 16 ms

Haptyka sygnalizuje przede wszystkim kontakt, zdarzenie lub intensywność interakcji. Nie jest to system generujący fizyczny opór palców ani realistyczną siłę nacisku.

Łączność
Połączenie przewodowe: USB 2.0 Type-C
Połączenie bezprzewodowe: firmowy odbiornik MANUS Wireless Dongle
Interfejs odbiornika: USB 2.0 Type-A
Protokół komunikacji odbiornika: Bluetooth 5.0
Deklarowany zasięg: do 15 metrów, zależnie od warunków środowiskowych
Możliwość rozszerzenia zasięgu i pracy mobilnej: MANUS Bodypack Lite
Obsługa zewnętrznego zasilania przez USB-C.

Zasilanie
Akumulator: wymienny
Model akumulatora: Metagloves Pro Haptic Battery
Mocowanie: zatrzaskowe Snap Fit
Czas pracy: do 3 godzin ciągłego użytkowania
Czas ładowania: około 2 godzin
Ładowanie: USB-C, USB 2.0, 5 V / 0,5 A
Opcjonalne wyposażenie: MANUS Charging Station
Możliwość wymiany akumulatorów podczas wielogodzinnych sesji.
Masa i wymiary
Masa jednej rękawicy w rozmiarze M, wraz z elektroniką i akumulatorem: około 178 g

Moduł dłoni:

wysokość: 60,7 mm
szerokość: 78,2 mm
głębokość: 34,3 mm

Czujnik palca:

wysokość: 20,3 mm
szerokość: 14,6 mm
głębokość: 9,6 mm

Aktuator haptyczny:

wysokość: 12,5 mm
szerokość: 12,5 mm
głębokość: 8,1 mm

Odbiornik bezprzewodowy:

wysokość: 27,8 mm
szerokość: 70,3 mm
głębokość: 8,5 mm
długość przewodu: 43 cm.
Konstrukcja rękawicy
Typ: rękawica pełna, obejmująca całe palce
Materiał tekstylny: 72% poliester, 28% spandex
Czujniki palców: zintegrowane z materiałem, ale demontowalne
Aktuatory haptyczne: zintegrowane z materiałem, ale demontowalne
Przewody czujników: całkowicie zabudowane w rękawicy
Moduł elektroniczny: odłączany i możliwy do przenoszenia pomiędzy kompatybilnymi rękawicami tekstylnymi
Dostępne rozmiary wskazane obecnie przez producenta dla wersji Haptic: M i L
Materiał rękawicy może być prany po wcześniejszym usunięciu elektroniki i elementów pomiarowych.
Montaż dodatkowego trackera

Rękawice posiadają system MANUS Universal Mounting System, umożliwiający zamontowanie zewnętrznego trackera pozycyjnego. Producent dokumentuje między innymi adapter dla HTC Vive Ultimate Tracker.

Zewnętrzny tracker jest potrzebny wtedy, gdy system ma określać nie tylko układ palców względem dłoni, ale również absolutne położenie całej ręki w przestrzeni.

Oprogramowanie wymagane do działania

MANUS Core 3
Podstawowym oprogramowaniem jest MANUS Core 3, pełniący funkcję warstwy pośredniej pomiędzy rękawicami a aplikacją docelową.
MANUS Core odpowiada za:
wykrywanie i konfigurację rękawic,
aktualizację firmware’u,
kalibrację dłoni,
tworzenie cyfrowego szkieletu dłoni,
wizualizację ruchu w czasie rzeczywistym,
rejestrowanie danych,
eksport danych,
przekazywanie danych do aplikacji zewnętrznych,
sterowanie informacją haptyczną,
obsługę wtyczek oraz zestawu SDK.

System może udostępniać trzy podstawowe rodzaje danych:
surowe dane czujników,
dane szkieletu dłoni,
dane retargetowane na model postaci, robota lub obiektu wirtualnego.

Licencja oprogramowania

Rękawice mogą zostać podłączone i wyświetlone w MANUS Core bez płatnej licencji, ale bez licencji nie można zapisywać, eksportować ani przesyłać danych do innych aplikacji.

W praktycznym zastosowaniu profesjonalnym konieczny jest więc zakup odpowiedniej licencji MANUS Core. Producent oferuje między innymi:
MANUS Core 3,
MANUS Core 3 + SDK Access,
MANUS Core 3 + XR,
MANUS Core 3 + Xsens,
MANUS Core 3 + Optical,
MANUS Core 3 + Noraxon.
Licencje MANUS Core 3 obsługują do ośmiu aktorów, czyli ośmiu użytkowników korzystających z par rękawic w jednej instancji programu.

Integracje i formaty danych

W zależności od zakupionej licencji dostępne są między innymi:
Unity – producent wskazuje obecnie wsparcie do Unity 6,
Unreal Engine – producent wskazuje obecnie wsparcie do wersji 5.6,
Autodesk MotionBuilder 2023,
OpenXR,
Autodesk VRED,
Siemens Teamcenter,
ESI IC.IDO,
Xsens MVN Animate,
Xsens MVN Analyze,
OptiTrack Motive,
Qualisys QTM,
Vicon,
Noraxon MR4,
Nokov XingYing,
FZMotion Motar,
Motion Analysis Cortex,
C++ SDK,

MANUS Core Integrated dla Windows i Linux.

Obsługiwane są między innymi:
zapis sesji w formacie MANUS .mrec,
eksport do .fbx,
eksport do .csv,
transmisja danych w czasie rzeczywistym,
dostęp do dokładnego położenia i orientacji czujników w licencji SDK.

Dla kogo jest ten produkt?

MANUS Metagloves Pro Haptic są przeznaczone przede wszystkim dla:
producentów robotów i manipulatorów,
zespołów rozwijających teleoperację robotów,
laboratoriów robotyki i automatyki,
jednostek badawczych zajmujących się biomechaniką,
zespołów tworzących dane treningowe dla sztucznej inteligencji,
producentów symulatorów XR,
integratorów systemów szkoleniowych,
studiów motion capture i animacji,
uczelni technicznych i medycznych,
laboratoriów ergonomii i human factors,
działów badawczo-rozwojowych przemysłu,
instytucji obronnych rozwijających symulację, robotykę lub zdalną manipulację.

Zastosowania

Robotyka i teleoperacja

sterowanie robotycznymi dłońmi i chwytakami,
odwzorowywanie ruchu operatora na ruch robota,
zdalna manipulacja obiektami,
sygnalizowanie operatorowi kontaktu robota z obiektem,
zbieranie demonstracji człowieka do uczenia robotów,
rozwój systemów typu human-in-the-loop.

W demonstracji firmy TESOLLO dane ergonomiczne z rękawic zostały wykorzystane do sterowania pięciopalczastą dłonią robotyczną DG-5F. Dane z czujników dotykowych robota przekazywano przez NVIDIA Isaac Sim do aktuatorów haptycznych rękawicy.

Sztuczna inteligencja i embodied AI

Embodied AI oznacza systemy sztucznej inteligencji działające poprzez fizyczne lub symulowane ciało, na przykład robota humanoidalnego.
Rękawice mogą służyć do:
rejestrowania demonstracji wykonywanych przez człowieka,
tworzenia zbiorów danych ruchu dłoni,
uczenia modeli manipulowania przedmiotami,
mapowania ruchu człowieka na mechanikę dłoni robota,
badań nad interakcją człowiek–robot,
walidacji modeli sterowania robotycznego.

VR, XR i symulacje

XR – Extended Reality, czyli rzeczywistość rozszerzona, wirtualna i mieszana.
Przykładowe zastosowania:
symulatory techniczne,
nauka procedur serwisowych,
trening montażu i demontażu,
cyfrowe bliźniaki,
wirtualne prototypowanie stanowisk pracy,
szkolenia operatorów,
interakcja z wirtualnymi elementami sterującymi,
ocena ergonomii projektu.

Motion capture i animacja

rejestrowanie ruchów palców aktora,
animacja cyfrowych postaci,
przechwytywanie gestów,
wirtualna produkcja,
analiza ruchu dłoni,
retargetowanie ruchu na modele 3D.

Badania naukowe

biomechanika dłoni,
ergonomia,
analiza zakresu ruchu,
badania motoryki precyzyjnej,
interakcja człowiek–komputer,
projektowanie interfejsów,
badania uczenia motorycznego,
porównywanie sposobów wykonywania zadań manualnych.

Przydatność dla poszczególnych sektorów

Edukacja

Przydatność: wysoka dla uczelni i centrów badawczych, ograniczona dla zwykłych szkół.
Możliwe wykorzystanie:
laboratoria robotyki,
automatyka i mechatronika,
programowanie systemów XR,
biomechanika,
grafika 3D i motion capture,
projektowanie interfejsów człowiek–maszyna,
dydaktyka z zakresu sztucznej inteligencji.

Wojsko i sektor obronny

Przydatność: wysoka w projektach badawczo-rozwojowych i symulacyjnych, ale nie jako samodzielny gotowy system szkoleniowy.
Potencjalne zastosowania:
zdalne sterowanie robotami i manipulatorami,
obsługa robotów EOD do neutralizacji ładunków,
szkolenia proceduralne XR,
obsługa wyposażenia w środowisku wirtualnym,
badania ergonomii wyposażenia,
rozwój robotów humanoidalnych,
symulacja czynności serwisowych,
praca w środowiskach niebezpiecznych.

Najważniejsze zastrzeżenie: rękawice są elementem wejściowym i pomiarowym. Nie zastępują kompletnego symulatora, platformy teleoperacyjnej ani certyfikowanego systemu szkoleniowego. Wymagają integracji z robotem, silnikiem symulacyjnym lub aplikacją XR.

Laboratoria badawcze

Przydatność: bardzo wysoka.
Najbardziej wartościowe możliwości:
pomiar pozycji i orientacji końców palców,
brak konieczności utrzymywania widoczności optycznej,
dostęp do danych szkieletowych i surowych danych sensorów,
eksport CSV,
SDK w języku C++,
integracja z systemami motion capture,
indywidualna kalibracja anatomii dłoni,
możliwość analizy zgięcia i przeprostu stawów.

Przemysł i produkcja

Przydatność: wysoka w badaniach, projektowaniu i szkoleniach; umiarkowana w codziennej pracy produkcyjnej.
Możliwe zastosowania:
cyfrowe bliźniaki stanowisk,
analiza ergonomii montażu,
walidacja dostępu do elementów,
szkolenia serwisowe,
wirtualne uruchomienia,
analiza czynności ręcznych,
projektowanie narzędzi i paneli operatorskich.

Medycyna i rehabilitacja

Przydatność: potencjalnie wysoka w badaniach, ale niepotwierdzona jako wyrób medyczny.
Możliwe zastosowania badawcze:
analiza ruchomości palców,
ocena wykonywania zadań manualnych,
badania rehabilitacyjne,
wizualizacja ćwiczeń,
interaktywne środowiska treningowe.

Najważniejsze zalety

Bardzo szczegółowe śledzenie dłoni i palców.
Pięć czujników 6 DOF pracujących z częstotliwością 120 Hz.
Brak konieczności zachowania widoczności pomiędzy palcami a kamerą.
Możliwość pracy przewodowej i bezprzewodowej.
Pięć niezależnie sterowanych aktuatorów haptycznych.
256 poziomów intensywności wibracji dla każdego palca.
Niskie opóźnienie haptyki, szczególnie w trybie przewodowym.
Dostęp do surowych danych czujników w odpowiednim wariancie licencji.
SDK C++ oraz możliwość integracji z Windows i Linux.
Obsługa Unity, Unreal Engine, OpenXR i profesjonalnych systemów motion capture.
Wymienne akumulatory.
Odłączany moduł elektroniczny, który można przenosić pomiędzy rękawicami.
Możliwość prania części tekstylnej po usunięciu elektroniki.
Możliwość zamontowania zewnętrznego trackera.
Dwuletnia gwarancja deklarowana przez producenta.

Wady i ograniczenia

Haptyka ma charakter wibracyjny i nie generuje fizycznego oporu palców.
System nie odwzorowuje ciężaru, twardości ani siły działającej na całą dłoń.
Czas pracy do 3 godzin jest stosunkowo krótki dla wielogodzinnych zmian.
Do pracy ciągłej potrzebne są dodatkowe akumulatory lub zasilanie USB-C.
Rękawice Haptic są obecnie wskazane jedynie w rozmiarach M i L.
Masa około 178 g na jedną rękawicę może być odczuwalna podczas długich sesji.
Deklarowany zasięg 15 m zależy od warunków otoczenia.
Dokładność EMF może wymagać praktycznej weryfikacji w otoczeniu zawierającym dużo metalu, urządzeń elektrycznych lub źródeł zakłóceń elektromagnetycznych.
Do absolutnego pozycjonowania dłoni w pomieszczeniu może być potrzebny dodatkowy tracker.
Zaawansowane funkcje wymagają płatnej licencji MANUS Core.
Dostęp do SDK, surowych danych, XR lub poszczególnych systemów motion capture zależy od wariantu licencji.
Konieczne jest przygotowanie lub integracja aplikacji docelowej.
Cena całego wdrożenia może być wyraźnie wyższa niż cena samych rękawic ze względu na licencje, trackery, stacje ładowania, zapasowe akumulatory oraz prace integracyjne.

Wymagania techniczne i organizacyjne

Do prawidłowego wdrożenia potrzebne są:
komputer z kompatybilną wersją MANUS Core,
dostępny port USB-A dla odbiornika bezprzewodowego albo USB-C dla połączenia przewodowego,
właściwa licencja MANUS Core,
aplikacja lub środowisko docelowe,
odpowiedni plugin albo integracja przez SDK,
kalibracja rękawic do dłoni użytkownika,
rękawice tekstylne w odpowiednim rozmiarze,
plan ładowania lub zestaw dodatkowych akumulatorów,
opcjonalny tracker pozycji dłoni,
odpowiednia przestrzeń wolna od istotnych zakłóceń elektromagnetycznych,
zasoby programistyczne w przypadku tworzenia własnej integracji.

Kalibracja obejmuje cztery podstawowe czynności wykonywane dla każdej dłoni. Producent rekomenduje kalibrację przed każdym użyciem, mimo że profile kalibracyjne mogą być zapisywane i przenoszone pomiędzy stanowiskami. Dla aplikacji wymagających większej dokładności możliwe jest ręczne wprowadzenie wymiarów dłoni.
 

Do prawidłowego wdrożenia potrzebne są:

komputer z kompatybilną wersją MANUS Core,
dostępny port USB-A dla odbiornika bezprzewodowego albo USB-C dla połączenia przewodowego,
właściwa licencja MANUS Core,
aplikacja lub środowisko docelowe,
odpowiedni plugin albo integracja przez SDK,
kalibracja rękawic do dłoni użytkownika,
rękawice tekstylne w odpowiednim rozmiarze,
plan ładowania lub zestaw dodatkowych akumulatorów,
opcjonalny tracker pozycji dłoni,
odpowiednia przestrzeń wolna od istotnych zakłóceń elektromagnetycznych,
zasoby programistyczne w przypadku tworzenia własnej integracji.

Kalibracja obejmuje cztery podstawowe czynności wykonywane dla każdej dłoni. Producent rekomenduje kalibrację przed każdym użyciem, mimo że profile kalibracyjne mogą być zapisywane i przenoszone pomiędzy stanowiskami. Dla aplikacji wymagających większej dokładności możliwe jest ręczne wprowadzenie wymiarów dłoni.

Ocena produktu

MANUS Metagloves Pro Haptic to zaawansowane narzędzie profesjonalne, szczególnie wartościowe tam, gdzie potrzebne jest jednoczesne:
precyzyjne śledzenie ruchów palców,
pozyskiwanie danych do badań lub sztucznej inteligencji,
sterowanie robotem albo cyfrową dłonią,
przekazywanie operatorowi informacji o kontakcie.
Największą przewagę rozwiązan