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Haptics, Kinesthetic sensation, perception
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AirTouch: 3D-printed Touch-Sensitive Objects Using Pneumatic Sensing #17

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Author

Tejada, Carlos E., Raf Ramakers, Sebastian Boring, and Daniel Ashbrook. 2020. “AirTouch: 3D-Printed Touch-Sensitive Objects Using Pneumatic Sensing.” In Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 1–10. CHI ’20. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery.

Q

素材の制約は? (FDM は無理) タッチ場所の対応づけは? (ラベリングしておく) モデルの制約は? (chamber が作れない場合は?) (記述なし)

どんなもの?

3Dプリントしたものをインタラクティブなものにする手法の提案 空気をアクチュエータとして利用し,組み立てやキャリブレーションの手間をできるだけ抑えることを目指した.

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先行研究と比べてどこがすごい?

組み立てやキャリブレーション (プリント後の処理) を必要とせず,プリントしたらすぐに遊べる状態にする 先行研究では,ユーザ,オブジェクトごとにキャリブレーションが必要だったり,環境の変化に弱かったりする ⇒ キャリブレーションなどを必要としない手法

技術や手法のキモはどこ?

空気の穴を変えて,モデルの中を通すことで触った位置を取得できる. モデルの表面を変える必要がない.

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機械学習のモデルは,3Dモデルに依存しない.

どうやって有効だと検証した?

様々な形態のオブジェクトを作り,タッチ検出の精度を調査 (90% 程度の精度) (10回中1回は誤検出するのをよしとするか・・・)

パラメータの検討

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モデルの違い (?)

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Distribution chamber

Bunny で 3種類の径のchamber (15, 20, 30mm) を作成してpressure の変化を比較大きな影響はなかったが,小さいとノイズが大きくなるので,30mm を採用

Tubes

diameter 5mm を採用 (できるだけ,補足して小さなオブジェクトにも対応したい) トレードオフ (3mm でもいいんだけど,穴をあけるのを保証できない)

各3つのモデルで,チューブの長さだけ異なるようにして試した. 特に大きな差は見られなかった.

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ポリエチレンのチューブを連結して,長さを変えてみた. それでも圧力に大きな変化はなかった

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最後に2m も試して,レイテンシがひどかったけど,検出はできた. versatility や scalability がある

OUTLETS

少なくとも 0.1m^2 のステップが必要

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詰まりを避けるために, outlet 1mm まではチューブを太めに

Software

100 sample でセンサの値を区切って,平均と標準偏差を求める.標準偏差が実験的に決めた閾値を超えると,touch/release がされたと判定,で前の100sample と今の100sample の平均を比べて,高いならtouch, 低いなら release .

どの 穴かは,event より前の1000sample の平均をbaseline として,event 後の1000sample の平均で割った比を求める ⇒ drift を補うため

Machine Learning ⇒ outlet それぞれの mean と standard deviation を学習させる.(single instancing, svm with rbf kernel) 今の状態を渡すことで,抑えられているかが分かる的な感じ?

(同じモデルを利用) image

Stanford bunny は 100% !

Application

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議論はある?

次に読むべき論文は?