5DT Data Glove Ultra

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

5DT Data Glove Ultra

5DT Data — producent Republika Południowej Afryki

 

5DT Data Glove Ultra to przewodowa lub opcjonalnie bezprzewodowa rękawica sensoryczna przeznaczona do rejestrowania ruchów palców. Występuje w wersji z 5 albo 14 czujnikami światłowodowymi. Model 5DT Data Glove 14 Ultra mierzy zgięcie palców w dwóch punktach oraz rozsuwanie palców, dzięki czemu może być wykorzystywany w animacji, motion capture, badaniach biomechanicznych, robotyce, systemach sterowania gestami oraz aplikacjach VR.

Nie jest to jednak współczesny kontroler VR typu „załóż i używaj”. To przede wszystkim urządzenie pomiarowe dla laboratoriów i programistów, wymagające kalibracji, integracji programowej i – w wielu zastosowaniach – dodatkowego systemu śledzenia położenia dłoni.

Specyfikacja techniczna

Warianty: 5DT Data Glove 5 Ultra oraz 5DT Data Glove 14 Ultra.
Dostępne wersje dla prawej i lewej dłoni.
Materiał: czarna, elastyczna Lycra.
Oficjalnie określana jako rozmiar „one size fits many”, czyli jeden rozmiar pasujący do wielu dłoni.
Technologia czujników: światłowodowe czujniki zgięcia.
Rozdzielczość przetwornika: 12-bit A/D, czyli wartości od 0 do 4095.
Typowy użyteczny zakres według karty katalogowej: około 10 bitów.
Minimalny zakres dynamiczny podany w instrukcji: 8 bitów.
Interfejs standardowy: USB 1.1 Full Speed.
Zasilanie wersji przewodowej: bezpośrednio przez USB.
Opcjonalny interfejs: RS-232 poprzez 5DT Data Glove Ultra Serial Interface Kit.
Parametry RS-232: 115 200 bit/s, 8 bitów danych, 1 bit stopu, bez parzystości i bez sprzętowego sterowania przepływem.
Opcjonalna transmisja bezprzewodowa: zestaw Bluetooth 2,4 GHz.
Deklarowany zasięg zestawu bezprzewodowego: do 20 metrów.
Deklarowany czas pracy zestawu bezprzewodowego: około 8 godzin na jednym akumulatorze.
Jeden zestaw bezprzewodowy obsługuje jednocześnie dwie rękawice.
Wbudowany procesor.
Automatyczna i ręczna kalibracja.
Możliwość pracy z wieloma rękawicami na jednym komputerze.
Możliwość przesyłania danych przez TCP/IP za pomocą programu GloveManager.

Częstotliwość próbkowania – rozbieżność w dokumentacji

Oficjalna karta katalogowa podaje minimum 75 Hz, natomiast instrukcja v1.3 mówi o próbkowaniu całej dłoni co najmniej 60 razy na sekundę. Producent nie wyjaśnia tej różnicy na aktualnej stronie produktu.

Układ czujników wersji 14 Ultra

Model 14 Ultra wykorzystuje:
10 punktów pomiaru zgięcia – po dwa na każdy palec,
4 czujniki rozsuwania palców,
pomiar zgięcia kciuka w dwóch punktach,
pomiar odwiedzenia między kciukiem i palcem wskazującym,
pomiar rozsuwania kolejnych par palców.

Łącznie daje to 14 niezależnych kanałów pomiarowych. Rękawica mierzy przede wszystkim lokalną konfigurację palców; producent nie opisuje jej jako samodzielnego systemu pełnego śledzenia dłoni w sześciu stopniach swobody, czyli 6DoF – six degrees of freedom. Do ustalenia pozycji i orientacji całej dłoni w przestrzeni VR zwykle potrzebny będzie dodatkowy tracker optyczny, inercyjny lub system motion capture.

Oprogramowanie

Oprogramowanie dostarczane lub udostępniane przez 5DT
GloveManager – diagnostyka rękawicy, podgląd danych z czujników, kalibracja, zapisywanie konfiguracji i rejestrowanie danych.
Glove Demo – demonstracyjna wizualizacja dłoni 3D.
C++ SDK.
Sterownik C# dla Microsoft .NET 2.0 i nowszych, Mono oraz Unity.
Sterownik C# 64-bit.
Sterowniki Windows 32- i 64-bit.
Sterownik Linux.
Sterownik macOS.
Sterownik Python dla Windows.
Wtyczka MATLAB 64-bit dla C/C++.
Kod źródłowy aplikacji demonstracyjnej.
Integracja z Siemens Jack 7 i 8.
Opcjonalny sterownik Autodesk MotionBuilder.
Stare wtyczki MotionBuilder udostępnione publicznie do wersji 2019.
Wtyczka do 3D Studio Max 6 opisana jako nieobsługiwana wersja beta.

SDK – Software Development Kit oznacza zestaw bibliotek, dokumentacji i przykładów pozwalających programiście odczytywać dane z rękawicy i wykorzystywać je we własnej aplikacji.

Istotny problem kompatybilności

Publiczna dokumentacja producenta wymienia przede wszystkim Windows XP, Vista i Windows 7. Instrukcja v1.3 pochodzi z 2011 roku, a najnowsza publicznie wymieniona wtyczka MotionBuilder dotyczy wersji 2019. Na stronie nie ma jednoznacznego potwierdzenia pełnej kompatybilności z:

Windows 10 i Windows 11,
aktualnymi wersjami Unity 6,
aktualnymi wersjami Unreal Engine,
współczesnymi wersjami macOS,
aktualnymi wersjami Autodesk MotionBuilder,
ARM64.

Sterownik C# może umożliwiać integrację z nowszym Unity, ale nie oznacza to automatycznie, że został przetestowany z aktualnymi wersjami silnika i systemu operacyjnego. Zgodność należy sprawdzić przed złożeniem zamówienia.

Dla kogo jest ten produkt

Rękawica jest przeznaczona przede wszystkim dla:
laboratoriów VR, HCI i biomechaniki,
uczelni technicznych i ośrodków badawczych,
zespołów tworzących symulatory,
producentów animacji i systemów motion capture,
programistów aplikacji sterowanych gestami,
zespołów robotyki i teleoperacji,
badaczy języka migowego,
działów badań i rozwoju w przemyśle,
twórców eksperymentalnych systemów rehabilitacyjnych,
ośrodków szkoleniowych rozwijających własne aplikacje VR.

Najważniejsze informacje przed zakupem

Lewą i prawą rękawicę zamawia się oddzielnie
Modele są wykonywane dla konkretnej dłoni. Należy ustalić, czy projekt wymaga jednej rękawicy, czy pełnego zestawu dla obu dłoni.

Dopasowanie wpływa na wynik
Producent deklaruje elastyczny rozmiar pasujący do wielu dłoni. Badania naukowe wskazują jednak, że dopasowanie, położenie czujników i jakość kalibracji mogą wpływać na dokładność pomiaru. Przy małych dłoniach wyniki mogą odbiegać od wyników uzyskiwanych dla dłoni średnich lub dużych.

Kalibracja jest istotnym elementem pracy
Rękawica zapewnia automatyczną i ręczną kalibrację, ale dla badań ilościowych konieczna może być kalibracja indywidualna dla każdego użytkownika i każdej sesji. Badania wskazują, że standardowa kalibracja liniowa nie zawsze zapewnia jednakową dokładność w całym zakresie ruchu.

Brak pełnego systemu śledzenia i haptyki

5DT Data Glove Ultra jest urządzeniem pomiarowym. Producent nie deklaruje:
śledzenia pozycji dłoni w przestrzeni 3D,
sprzężenia zwrotnego siłowego,
wibracji dotykowych,
symulacji oporu chwytanego przedmiotu,
śledzenia nadgarstka i przedramienia.
W zastosowaniach VR trzeba więc przewidzieć osobny tracking oraz własną warstwę wizualizacji i interakcji.

Brak opublikowanej dokładności kątowej
Producent podaje rozdzielczość cyfrową czujników, ale nie publikuje na stronie aktualnej gwarantowanej dokładności w stopniach, błędu powtarzalności ani pełnej charakterystyki nieliniowości. Rozdzielczość 12-bitowa nie oznacza automatycznie dokładności 1/4096 zakresu ruchu.

Zalety
Pomiar niezależny od widoczności palców przez kamerę.
Brak problemów z zasłanianiem palców występujących w systemach optycznych.
Czternaście kanałów pomiarowych w wersji rozszerzonej.
Pomiar zgięcia oraz rozsuwania palców.
Wysoka rozdzielczość danych surowych.
Przewodowe zasilanie bez dodatkowego zasilacza.
Możliwość bezprzewodowej obsługi dwóch dłoni.
Otwarty protokół RS-232.
SDK umożliwiający tworzenie własnych aplikacji.
Dostęp do danych surowych, skalowanych i kalibrowanych.
Możliwość zapisywania danych do dalszej analizy.
Przydatność w eksperymentach, w których tracking kamerowy jest zawodny.

Wady i ograniczenia
Stara publiczna dokumentacja i sterowniki.
Brak jednoznacznie potwierdzonego wsparcia Windows 11 i aktualnych silników XR.
Konieczność integracji programistycznej.
Brak haptyki.
Brak samodzielnego śledzenia pozycji dłoni.
Dopasowanie rękawicy wpływa na wyniki.
Czujniki mogą nieznacznie przesuwać się w elastycznych kanałach materiału.
Możliwy dryft przy długotrwałym użytkowaniu.
Rękawica może częściowo ograniczać naturalną sprawność manualną.
Brak aktualnej, gwarantowanej dokładności wyrażonej w stopniach.
Niejasne warunki gwarancji dla zastosowań komercyjnych.
Brak opublikowanej klasy odporności środowiskowej.

Rekomendowana konfiguracja

Do prostego sterowania gestami
jedna rękawica 5 Ultra,
połączenie USB,
GloveManager,
aplikacja własna w C++ lub C#.

Do dokładniejszej rejestracji obu dłoni
lewa i prawa rękawica 14 Ultra,
zestaw bezprzewodowy albo dwa połączenia USB,
dodatkowy system śledzenia pozycji dłoni,
własna aplikacja Unity, C++, Python lub MATLAB,
procedura indywidualnej kalibracji.

Do profesjonalnego laboratorium
dwie rękawice 14 Ultra,
komputer testowy z potwierdzonym systemem operacyjnym,
aplikacja zapisująca dane surowe,
procedura walidacji dokładności,
kilka prób dopasowania dla różnych użytkowników,
uzgodnione warunki gwarancji i serwisu,
potwierdzenie dostępności aktualnego SDK przed zakupem.

Ocena końcowa

5DT Data Glove Ultra pozostaje interesującą rękawicą pomiarową dla laboratoriów, uczelni, robotyki i projektów badawczo-rozwojowych. Jej mocną stroną jest dostęp do danych z czujników światłowodowych i otwarta możliwość integracji. Największym problemem nie jest sama technologia czujników, lecz wiek publicznego ekosystemu programowego.