HaptX Gloves G1

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

HaptX Gloves G1 

HaptX - producent Stany Zjednoczone
 

HaptX Gloves G1 to profesjonalny system rękawic haptycznych przeznaczony do rzeczywistości wirtualnej, symulacji szkoleniowych oraz sterowania robotami. Rozwiązanie łączy precyzyjne śledzenie ruchów dłoni z dwoma rodzajami informacji zwrotnej: dotykowej, realizowanej przez mikrofluidyczne elementy naciskające na skórę, oraz siłowej, która stawia opór palcom podczas chwytania wirtualnych przedmiotów. Dzięki temu użytkownik może odczuwać między innymi kontakt z powierzchnią, kształt, sztywność, teksturę i opór wirtualnego obiektu.

Najważniejsze cechy
realistyczny nacisk na powierzchnię skóry dłoni i palców,
fizyczny opór podczas zaciskania dłoni na wirtualnym obiekcie,
135 elementów dotykowych w każdej rękawicy,
pięć mechanizmów siłowych w każdej rękawicy — po jednym dla każdego palca,
śledzenie 36 stopni swobody dłoni,
możliwość pracy mobilnej z Airpackiem noszonym na plecach,
możliwość pracy stacjonarnej z Airpackiem ustawionym obok użytkownika,
obsługa środowisk wieloosobowych,
integracja z Unreal Engine, Unity, C++, ROS oraz robotyką,
cztery rozmiary rękawic: S, M, L i XL.

DoF — Degrees of Freedom, czyli stopnie swobody, określają liczbę niezależnie śledzonych ruchów i obrotów. W przypadku G1 producent podaje 36 śledzonych stopni swobody dla każdej dłoni.

Specyfikacja techniczna

Rękawice
Masa jednej rękawicy: 0,57 kg
Dostępne rozmiary: S, M, L, XL
Obsługiwany zakres długości dłoni: 16,5–21,4 cm
Obsługiwany zakres szerokości dłoni: 7,3–10 cm
Długość połączenia w konfiguracji mobilnej: 0,8 m
Długość połączenia w konfiguracji stacjonarnej: 1,25 m
Mobilność nadgarstka: prawie pełny zakres ruchu
Deklarowana żywotność rękawic: 18 miesięcy lub 540 godzin użytkowania

Śledzenie ruchu
Liczba czujników: 6 na rękawicę
Rozdzielczość pozycyjna: 0,3 mm
Precyzja obrotowa: 0,3°
Liczba śledzonych stopni swobody: 36 na rękawicę
Częstotliwość aktualizacji: 120 Hz
Opóźnienie: 16 ms

Dotykowe sprzężenie zwrotne
Liczba elementów dotykowych: 135 na rękawicę
Maksymalne ciśnienie odczuwane na skórze: 62 kPa
Maksymalna częstotliwość działania: 125 Hz
Częstotliwość komunikacji: 250 Hz
Czas napełniania elementów pneumatycznych: 35 ms w najlepszym scenariuszu
Maksymalne przemieszczenie na dłoni: 1,5 mm
Maksymalne przemieszczenie na palcach: 0,9 mm

Siłowe sprzężenie zwrotne
Liczba mechanizmów siłowych: 5 na rękawicę
Maksymalna siła utrzymania: 35,6 N na palec
Typowa siła robocza: 22,24 N na palec
Minimalna siła cofająca: 1,33 N
Czas załączenia oporu: 62 ms
Czas zwolnienia oporu: 30 ms

Producent opisuje maksymalny łączny opór jako około 40 lbf, czyli około 178 N na jedną dłoń. Wartość ta wynika z maksymalnej siły przypadającej na poszczególne palce, a nie z działania pełnego egzoszkieletu ramienia.

Airpack
Airpack jest jednostką pneumatyczną, która wytwarza i kontroluje sprężone powietrze potrzebne do działania rękawic.

Masa samego Airpacka; 8,8 kg
Masa z mocowaniem plecakowym i baterią: 10,1 kg
Wymiary bez mocowania plecakowego: 52,5 × 26,5 × 12,3 cm
Maksymalny poziom hałasu: 55 dB
Typowy czas pracy na baterii: 2 godziny
Czas ładowania baterii: 3 godziny
Pojemność baterii: 84,42 Wh
Maksymalny pobór mocy: 120 W
Zasilanie: 36 V, maksymalnie 2,5 A
Łączność: Wi-Fi 802.11ac
Maksymalny deklarowany zasięg Wi-Fi: 30,5 m
Maksymalne ciśnienie: 250 kPa
Deklarowana żywotność Airpacka: 5 lat lub 10 000 godzin

Ważne wyjaśnienie dotyczące „bezprzewodowości”
Konfiguracja mobilna komunikuje się bezprzewodowo z komputerem, ale same rękawice są nadal połączone z Airpackiem krótkimi przewodami i przewodami pneumatycznymi. Nie jest to więc całkowicie niezależna para bezprzewodowych rękawic podobna do typowych kontrolerów VR.

Oprogramowanie wymagane do działania

Podstawą integracji jest HaptX SDK 3.0 — Software Development Kit, czyli zestaw narzędzi programistycznych służących do tworzenia aplikacji wykorzystujących dotyk i sprzężenie siłowe.

System obejmuje:

HaptX Dashboard do konfiguracji, diagnostyki i tworzenia profili użytkowników,
wtyczkę do Unreal Engine,
wtyczkę do Unity,
niskopoziomowe API w języku C++,
integrację z ROS 1 i ROS 2,
obsługę środowisk wieloosobowych,
algorytmy chwytania i interpretowania kontaktu,
animację wirtualnych dłoni,
efekty haptyczne przypisywane do obiektów,
tworzenie tekstur dotykowych na podstawie map tekstur,
symulator Airpacka i rękawic,
możliwość tworzenia aplikacji przy użyciu zwykłych kontrolerów, zanim fizyczne rękawice będą dostępne,
projekty demonstracyjne i przykładowe środowiska Unity, Unreal, C++ i ROS.
 

Dokument zgodności wersji Revision 1.4 z 2024 roku wymienia:
Unreal Engine 4.27,
Unity 2021.3,
ROS 1 Noetic Ninjemys,
ROS 2 Humble Hawksbill,
system Windows,
Linux jako wsparcie planowane.

Aktualna strona producenta nadal wskazuje HaptX SDK 3.0, Unreal Engine, Unity i C++, ale nie publikuje otwarcie pełnej bieżącej macierzy zgodności.

Czy rękawice działają z dowolną aplikacją VR?
Nie automatycznie. Aplikacja musi być przygotowana z wykorzystaniem HaptX SDK albo odpowiednio zintegrowana z jego API. Zwykła aplikacja SteamVR nie uzyska realistycznych efektów dotykowych tylko dlatego, że rękawice zostały podłączone. Jest to system wymagający integracji programistycznej, mapowania obiektów i ustawienia ich właściwości fizycznych oraz haptycznych.

Wymagania sprzętowe

Producent podaje następujące podstawowe wymagania:
komputer klasy PC spełniający co najmniej zalecane, a nie minimalne wymagania używanego zestawu VR,
system Windows według publicznej dokumentacji Revision 1.4,
minimum jeden port USB 2.0 dla systemu HaptX; zestaw VR może wymagać kolejnych portów,
kompatybilny zestaw VR wykorzystujący SteamVR Tracking,
sprzętowy tracker lub kontroler śledzący pozycję dłoni,
stacje bazowe SteamVR,
sieć Wi-Fi dla konfiguracji mobilnej,
odpowiednia przestrzeń operacyjna i bezpieczne prowadzenie przewodów,
aplikacja przygotowana za pomocą HaptX SDK.

Jako najbardziej niezawodną konfigurację producent wskazuje:
trackery HTC Vive,
stacje bazowe SteamVR,
HTC Vive lub HTC Vive Pro,
Valve Index,
zestawy Varjo.

Zewnętrzne sprężone powietrze

Dla typowego zastosowania Airpack zapewnia własne źródło sprężonego powietrza. Jeżeli aplikacja wymaga przepływu przekraczającego 4,5 SLPM — standardowych litrów na minutę — potrzebna jest zewnętrzna instalacja pneumatyczna:
ciśnienie 3,0 bar,
jakość powietrza zgodna z ISO 8573-1:2010, klasa 7:4:0.


Dla kogo jest ten produkt?

HaptX Gloves G1 są przeznaczone głównie dla organizacji, które muszą odwzorować manualne wykonywanie zadania, a nie tylko pokazać użytkownikowi środowisko 3D.

Najlepiej odpowiadają potrzebom:
firm przemysłowych i produkcyjnych,
ośrodków szkoleniowych,
laboratoriów badawczych,
uczelni technicznych i medycznych,
instytucji wojskowych i bezpieczeństwa publicznego,
firm rozwijających roboty humanoidalne,
operatorów telemanipulatorów,
centrów badawczo-rozwojowych,
producentów symulatorów,
zespołów opracowujących cyfrowe bliźniaki i wirtualne prototypy.

Przydatność dla poszczególnych sektorów

Edukacja
Rozwiązanie ma największą wartość na uczelniach technicznych, medycznych i zawodowych, gdzie ćwiczenie obejmuje chwytanie, regulację, używanie narzędzi lub wykonywanie konkretnej sekwencji ruchów. Dla zwykłych zajęć dydaktycznych albo prezentacji modeli 3D korzyść z G1 może nie uzasadniać kosztów i obciążenia organizacyjnego.

Wojsko i bezpieczeństwo
G1 może być szczególnie wartościowy w szkoleniach dotyczących sprzętu, konserwacji, procedur wykonywanych w ograniczonej widoczności, medycyny pola walki, pracy z materiałami niebezpiecznymi oraz teleoperacji robotów. Nie zastępuje jednak treningu na rzeczywistym sprzęcie, walidacji wojskowej ani ćwiczeń wymagających odwzorowania pełnego odrzutu, bezwładności całego narzędzia lub obciążenia ciała.

Laboratoria
Jest to jeden z najbardziej uzasadnionych kierunków zastosowania. System może umożliwić wielokrotne ćwiczenie pracy w komorach rękawicowych, procedur dekontaminacji, obsługi próbek lub urządzeń znajdujących się w strefach zagrożenia. Nie zastępuje szkolenia z rzeczywistymi środkami ochrony indywidualnej ani certyfikacji operatora.

Medycyna
G1 może wspierać symulacje operacji i procedur manualnych, ale publiczne materiały przedstawiają go jako platformę szkoleniową i badawczą, a nie urządzenie przeznaczone do bezpośredniego wykonywania zabiegów na pacjentach. Przed użyciem w programie medycznym konieczne jest osobne zweryfikowanie walidacji konkretnej aplikacji szkoleniowej.


Zalety

Połączenie dotyku i oporu mechanicznego
System nie ogranicza się do wibracji. Elementy pneumatyczne naciskają na skórę, a mechanizmy siłowe ograniczają ruch palców, pozwalając odczuć granicę wirtualnego obiektu.

Bardzo precyzyjne śledzenie dłoni
Rozdzielczość 0,3 mm, 120 Hz i 36 stopni swobody na rękawicę pozwalają odwzorować złożone ruchy manualne.

Rozbudowane narzędzia programistyczne
Unreal Engine, Unity, C++, ROS, projekty startowe i diagnostyka zapewniają szerokie możliwości tworzenia własnych symulacji.

Obsługa wielu użytkowników
Kilku operatorów może znajdować się w jednym środowisku i oddziaływać na te same obiekty, co jest szczególnie ważne przy szkoleniu zespołowym.

Zastosowanie w robotyce
Rękawice mogą służyć jako interfejs sterowania robotycznymi dłońmi i manipulatorami oraz do uczenia robotów poprzez demonstrację ruchów człowieka.

Tryb mobilny i stacjonarny
Ten sam Airpack może być noszony na plecach albo ustawiony na stole, zależnie od scenariusza.

Cztery rozmiary
Jest to istotne w rozwiązaniu opartym na bezpośrednim kontakcie elementów dotykowych ze skórą.

Wady i ograniczenia

Duża masa Airpacka
Jednostka z baterią i mocowaniem plecakowym waży 10,1 kg. Może powodować zmęczenie, wpływać na postawę użytkownika i ograniczać długość sesji.

Krótka żywotność rękawic w zastosowaniu intensywnym
Producent podaje 540 godzin lub 18 miesięcy. Przy użytkowaniu przez osiem godzin dziennie limit 540 godzin zostałby osiągnięty w około trzy miesiące. Rękawice należy więc traktować jako element eksploatacyjny, a nie wieloletni komponent systemu.

Ograniczony czas pracy mobilnej
Typowa autonomia wynosi dwie godziny, podczas gdy ładowanie trwa trzy godziny. Dla całodziennego centrum szkoleniowego potrzebne będą wymienne baterie, przerwy albo zasilanie przewodowe.

System pneumatyczny
Airpack generuje hałas do 55 dB, zwiększa masę i wymaga przewodów prowadzących do rękawic. W niektórych scenariuszach może być potrzebna zewnętrzna instalacja sprężonego powietrza.

Brak pełnego sprzężenia siłowego całej kończyny
Opór działa głównie na palce. System nie odwzorowuje w pełni bezwładności ciężkiego narzędzia, obciążenia barków, odrzutu całego urządzenia ani sił działających na całe ciało.

Brak wskazanego sprzężenia termicznego
Publiczna specyfikacja wymienia nacisk, siłę i wibracje, lecz nie podaje funkcji odwzorowania temperatury. Symulacja gorących, zimnych lub mokrych powierzchni wymagałaby dodatkowego rozwiązania.

Konieczność tworzenia specjalistycznego oprogramowania
Największy koszt wdrożenia może pochodzić nie z samych rękawic, lecz z przygotowania modelu procesu, fizyki obiektów, scenariusza szkoleniowego i integracji z systemem klienta.

Ryzyko zgodności wersji
Publiczna dokumentacja szczegółowa nadal wskazuje Unreal Engine 4.27 i Unity 2021.3. Organizacja korzystająca z nowszych silników powinna uzyskać potwierdzenie kompatybilności przed zamówieniem.

Ograniczony zakres rozmiarów dłoni
Użytkownicy spoza zakresu 16,5–21,4 cm długości lub 7,3–10 cm szerokości dłoni mogą nie uzyskać właściwego dopasowania.

Gwarancja
Standardowa ograniczona gwarancja producenta wynosi jeden rok od daty wysyłki i dotyczy pierwszego nabywcy. Nie obejmuje między innymi normalnego zużycia wewnętrznych i zewnętrznych rękawic ani zużywalnych linerów. Naprawa lub wymiana może być wykonana z użyciem nowych albo odnowionych komponentów.


HaptX Gloves G1 są jednym z najbardziej zaawansowanych profesjonalnych rozwiązań haptycznych dla dłoni, szczególnie tam, gdzie kluczowe znaczenie mają manualna zręczność, dotyk, siła chwytu i powtarzalne procedury. Największy potencjał mają w szkoleniach przemysłowych, laboratoriach wysokiego ryzyka, robotyce, teleoperacji, medycynie szkoleniowej i sektorze obronnym.

Nie jest to jednak urządzenie gotowe do prostego podłączenia do dowolnej aplikacji VR. Wymaga całego ekosystemu: komputera, headsetu, śledzenia, oprogramowania, integracji, obsługi technicznej i budżetu na regularną wymianę zużywających się rękawic.