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Taktile Weste

Schnelle Fakten

Organisationseinheit
Informationstechnik
Leitung
Prof. Dr.-Ing. Karsten Lehn
Kategorie
- Lehrprojekt

Über das Projekt

Dieses Projekt ist im Rahmen des Wahlpflichtmoduls Extended Reality im Masterstudiengang Biomedizinische Informationstechnik entstanden, welches durch Prof. ...

HapticVest – Haptische Präsenz in virtuellen Welten

Im Rahmen des Masterstudiengangs Biomedizinische Informationstechnik entstand im Wahlpflichtmodul Extended Reality (XR) das Projekt HapticVest.
Diese tragbare Weste erweitert die virtuelle Realität (VR) um eine zusätzliche haptische Stimulation des Oberkörpers und ermöglicht so ein intensiveres Eintauchen in virtuelle Umgebungen. Moderne VR-Anwendungen bieten bereits visuelle und auditive Eindrücke und die Controller liefern taktile Reize an den Händen. Die HapticVest ergänzt diese Eindrücke durch eine großflächige, körpernahe taktile Stimulation.

Mithilfe von acht individuell ansteuerbaren Vibrationsmotoren werden Ereignisse wie Treffer, Bewegungen oder Umgebungseffekte in fühlbare Impulse umgesetzt. Ihre Anordnung an den Vorder-, Rück- und Seitenbereichen der Weste ermöglicht eine eindeutige Wahrnehmung von Richtung und Intensität. Die Reize, die dabei erzeugt werden, sind taktile Signale. Wenn diese mit der aktiven Bewegung des Nutzers kombiniert werden, entstehen daraus haptische Wahrnehmungen.

Die Weste kommuniziert kabellos über Bluetooth mit der VR-Anwendung. Bei einem Verbindungsabbruch werden alle Motoren automatisch deaktiviert, und eine LED zeigt den aktuellen Betriebszustand an. Dadurch wird sichergestellt, dass keine unbeabsichtigten Vibrationen auftreten. Die Verbindung kann innerhalb weniger Sekunden wiederhergestellt werden.

Die technische Umsetzung basiert auf dem 32-Bit-Mikrocontroller ESP32 des Herstellers Espressif Systems. Dieser dient als Server für die Bluetooth-Kommunikation und steuert die acht Vibrationsmotoren an. Um Verzögerungen zu minimieren, werden die Intensitätswerte direkt in binärer Form übertragen und unmittelbar auf die Steuerausgänge des Mikrocontrollers geschrieben.

Die VR-Anwendung wurde mit der Spiele-Engine Unity von Unity Technologies entwickelt. Ein eigens programmierter Bluetooth-Kommunikationsmanager sorgt dafür, dass die HapticVest automatisch erkannt wird und Ereignisse aus der virtuellen Umgebung in entsprechende Vibrationen umgewandelt werden. Die Software wurde in den Sprachen C# (Anwendungsseite) und C++ (Firmware des Mikrocontrollers) programmiert.

Zusätzlich wurde ein System implementiert, das Treffer von Objekten frühzeitig erkennt und entsprechende Vibrationsimpulse auslöst. Dadurch entsteht der Eindruck, dass Berührungen oder Kollisionen exakt mit dem visuellen Geschehen übereinstimmen.

Die HapticVest zeigt, wie durch die Kombination aus Elektronik, drahtloser Kommunikation und VR-Programmierung ein stärkeres Gefühl von Präsenz entstehen kann. Sie verdeutlicht das Potenzial taktiler und haptischer Rückmeldungen für Anwendungen wie Gaming, medizinisches Training, VR-Rehabilitation oder Lernsimulationen.

Laufzeit:

Sommersemester 2025