Haptic devices

1-introduction/related-work/1-wearable-haptics.tex

@@ -419,26 +419,26 @@ L'intégralité du système robotique est alors porté par l'utilisateur et form
 Un effet indésirable de cette conception est que la force de réaction est alors également transmise à l'utilisateur à l'endroit du corps où le dispositif est grounded (voir \figref{pacchierotti2017wearable_2}).
 Ils sont souvent lourds et encombrants, et ne peuvent pas être considérés comme wearable.
 
-\textcite{pacchierotti2017wearable} définit que : "A wearable haptic interface should also be small, easy to carry, comfortable, and it should not impair the motion of the wearer".
+\textcite{pacchierotti2017wearable} définit que : \enquote{A wearable haptic interface should also be small, easy to carry, comfortable, and it should not impair the motion of the wearer}.
-Une approche consiste donc à déplacer le point de mise à la terre très proche de l'effecteur (voir \figref{pacchierotti2017wearable_3}) : l'interface est restreinte à un retour haptique cutané mais sa conception est plus compacte, légère, confortable et peu chère, comme un casque audio Bluetooth peut être parfaitement suffisant par rapport à un système Hi-Fi complet bien plus onéreux et encombrant.
+Une approche consiste donc à déplacer le point de mise à la terre très proche de l'effecteur (voir \figref{pacchierotti2017wearable_3}) : l'interface est restreinte à un retour haptique cutané mais sa conception est plus compacte, légère et confortable, \eg in \figref{leonardis20173rsr}. %, comme un casque audio Bluetooth peut être parfaitement suffisant par rapport à un système Hi-Fi complet bien plus onéreux et encombrant.
 De plus, comme détaillé en \secref{object_properties}, les sensations cutanées sont nécessaires et souvent suffisantes pour la perception des propriétés haptiques d'un objet exploré avec la main.
 
-% Tradeoff realistic and cost + analogy with sound, Hi-Fi costs a lot and is realistic, but 40$ BT headphone is more practical and enough, as cutaneous feedback without kinesthesic could be enough for wearable haptics and far more affordable and comfortable than world- or body-grounded haptics + cutaneous even better than kine for rendering surface curvature and fine manipulation
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-Le rendu d'un dispositif haptique est déterminé par la nature des actuateurs employés, qui font interfaces entre le système haptique et la peau de l'utilisateur, et les types de stimulis qu'ils peuvent générer. Plusieurs types d'actuateurs sont souvent combinés pour obtenir des retours haptiques plus riches. Nous présentons brièvement ci-dessous les actuateurs wearables les plus représensatifs, suivant les catégories de \textcite{pacchierotti2017wearable}.
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 \begin{subfigs}{grounded_to_wearable}{
         Examples of haptic devices for the hand with different levels of wearability.
     }[
         \item Teleoperation of a virtual cube grasped with the thumb and index fingers each attached to a grounded haptic device~\cite{pacchierotti2015cutaneous}.
         \item A passive exoskeleton for fingers simulating stiffness of a trumpet's pistons~\cite{achibet2017flexifingers}.
-        \item Manipulation of a virtual cube with the tbum and index fingers each attached with the 3-RSR wearable haptic device~\cite{leonardis20173rsr}.
+        \item Manipulation of a virtual cube with the thumb and index fingers each attached with the 3-RSR wearable haptic device~\cite{leonardis20173rsr}.
     ]
     \subfig[.32]{pacchierotti2015cutaneous}
     \subfig[.32]{achibet2017flexifingers}
     \subfig[.32]{leonardis20173rsr}
 \end{subfigs}
 
+% Tradeoff realistic and cost + analogy with sound, Hi-Fi costs a lot and is realistic, but 40$ BT headphone is more practical and enough, as cutaneous feedback without kinesthesic could be enough for wearable haptics and far more affordable and comfortable than world- or body-grounded haptics + cutaneous even better than kine for rendering surface curvature and fine manipulation
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+Le rendu d'un dispositif haptique est déterminé par la nature des actuateurs employés, qui font interfaces entre le système haptique et la peau de l'utilisateur, et les types de stimulis qu'ils peuvent générer. Plusieurs types d'actuateurs sont souvent combinés pour obtenir des retours haptiques plus riches. Nous présentons brièvement ci-dessous les actuateurs wearables les plus représensatifs, suivant les catégories de \textcite{pacchierotti2017wearable}.
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 \paragraph{Moving Platforms}
 
 Les plateformes mobiles se déplacent perpendiculairement sur la peau pour générer des sensations de contact, de pression et de bords~\cite{pacchierotti2017wearable}.
@@ -476,32 +476,36 @@ De conception similaire aux plateformes mobiles, les actuateurs qui fournissent
 Une structure de bras activées par des moteurs déplacent ainsi l'effecteur en contact avec la peau dans plusieurs directions sur 2 \DoFs parallèlement à la peau, \eg in \figref{leonardis2015wearable}~\cite{leonardis2015wearable}.
 Certains actuateurs sont capables de rendre à la fois des mouvements normaux et tangentiels sur 3 \DoFs sur la peau ainsi qu'établir et cesser le contact avec le doigt, \eg in \figref{schorr2017fingertip}~\cite{schorr2017fingertip}.
 
-Une approche alternative mécaniquement plus simple est de placer une ceinture sur le dessous du doigt et de l'activer sur 2 \DoFs par deux moteurs placés sur le dessus du doigt, \eg in \figref{minamizawa2007gravity}~\cite{minamizawa2007gravity}.
+\paragraph{Compression Belts}
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+Une approche alternative mécaniquement plus simple est de placer une ceinture sur le dessous du doigt et de l'activer sur 2 \DoFs par deux moteurs placés sur le dessus du doigt~\cite{minamizawa2007gravity}.
 En tournant dans des directions opposées, les moteurs raccourcissent la ceinture qui génère une sensation de pression sur le doigt.
 À l'inverse, en tournant simultanément dans la même direction, la ceinture tire la peau du doigt dans une sensation de cisaillement.
-L'avantage de la simplicité de cette approche est de pouvoir placer l'actuateur sur n'importe quelle phalange du doigt et pas seulement sur le bout du doigt: \textcite{pacchierotti2016hring} ont ainsi proposé le hRing, une ceinture de cisaillement placée sur la phalange proximale laissant libre la main pour interagir avec le \RE.
+La simplicité de cette approche permet de placer la ceinture ailleurs sur la main, laissant libre le bout du doigt pour interagir avec le \RE, \eg le hRing sur la phalange proximale de \textcite{pacchierotti2016hring} (voir \figref{pezent2019tasbi}) ou Tasbi sur le poignet de \textcite{pezent2019tasbi} (voir \figref{pezent2019tasbi}).
 
-\begin{subfigs}{vibrotactile_actuators}{Tangential motion actuators. }[
+\begin{subfigs}{tangential_belts}{Tangential motion actuators and compression belts. }[
         \item A skin strech actuator for the fingertip~\cite{leonardis2015wearable}.
         \item A 3 \DoF actuator capable of normal and tangential motion on the fingertip~\cite{schorr2017fingertip}.
-        \item A shearing belt actuator for the fingertip~\cite{minamizawa2007gravity}.
+        %\item A shearing belt actuator for the fingertip~\cite{minamizawa2007gravity}.
         \item The hRing, a shearing belt actuator for the proximal phalanx of the finger~\cite{pacchierotti2016hring}.
+        \item Tasbi, a wristband capable of pressure and vibrotactile feedback~\cite{pezent2019tasbi}.
     ]
     \subfigsheight{34mm}
     \subfig{leonardis2015wearable}
     \subfig{schorr2017fingertip}
-    \subfig{minamizawa2007gravity}
     \subfig{pacchierotti2016hring}
+    \subfig{pezent2019tasbi}
 \end{subfigs}
 
 \paragraph{Vibrotactile Actuators}
 
 Vibrotactile actuators are the most common and simplest wearable haptic interfaces, and are available as consumer products.
+They are small, lightweight and can be placed directly on any part of the hand.
 \textcite{choi2013vibrotactile} provide a detailed review.
 All vibrotactile actuators are based on the same principle: generating an oscillating motion from an electric current with a frequency and amplitude high enough to be perceived by cutaneous mechanoreceptors.
 Several types of vibrotactile actuators are used in haptics, with different trade-offs between size, proposed \DoFs and application constraints:
 \begin{itemize}
-    \item An \ERM is a \DC motor that rotates an off-center mass when a voltage or current is applied (see \figref{precisionmicrodrives_erm}). \ERMs are easy to control, inexpensive and can be encapsulated in a few millimeters cylinder or coin form factor. They are widely used in many applications and consumer devices. However, they have only one \DoF because both the frequency and amplitude of the vibration are coupled to the speed of the rotation, \eg low (high) frequencies output at low (high) amplitudes, as shown on \figref{precisionmicrodrives_erm_performances}.
+    \item An \ERM is a \DC motor that rotates an off-center mass when a voltage or current is applied (see \figref{precisionmicrodrives_erm}). \ERMs are easy to control, inexpensive and can be encapsulated in a few millimeters cylinder or coin form factor. However, they have only one \DoF because both the frequency and amplitude of the vibration are coupled to the speed of the rotation, \eg low (high) frequencies output at low (high) amplitudes, as shown on \figref{precisionmicrodrives_erm_performances}.
     \item A \LRA consists of a coil that creates a magnetic field from an \AC to oscillate a magnet attached to a spring, as an audio loudspeaker (see \figref{precisionmicrodrives_lra}). They are more complex to control and a bit larger than \ERMs. Each \LRA is designed to vibrate with maximum amplitude at a given frequency, but won't vibrate efficiently at other frequencies, \ie their bandwidth is narrow, as shown on \figref{azadi2014vibrotactile}.
     \item A \VCA is a \LRA but capable of generating vibration at two \DoF, with an independent control of the frequency and amplitude of the vibration on a wide bandwidth. They are larger in size than \ERMs and \LRAs, but can generate more complex renderings.
     \item Piezoelectric actuators deform a solid material when a voltage is applied. They are very small and thin, and allow two \DoFs of amplitude and frequency control. However, they require high voltages to operate thus limiting their use in wearable devices.
@@ -531,25 +535,22 @@ Several types of vibrotactile actuators are used in haptics, with different trad
 
 Le rendu tactile des propriétés haptiques consiste à modéliser et reproduire des sensations cutanées virtuelles comparables à celles perçues lors de l'interaction avec des objets réels.
 
-\paragraph{Contact}
+%, unlike most previous actuators that are designed specifically for fingertips and would require mechanical adaptation to be placed on other parts of the hand.
+%thanks to the vibration propagation and the sensory capabilities distributed throughout the skin, they can be placed without adaption and on any part of the hand
 
-\paragraph{Texture}
+\paragraph{Contact}
 
 \paragraph{Hardness}
 
-\paragraph{Temperature}
+\paragraph{Texture}
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-\paragraph{Shape}
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-\subsubsection{Evaluating the Haptic Rendering}
-\label{wearable_haptics_evaluation}
 
+%\subsubsection{Evaluating the Haptic Rendering}
+%\label{wearable_haptics_evaluation}
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-Les méthodes psychophysiques sont notamment utilisées pour étudier le sens du toucher avec des objets réels et sont ré-employées pour pour évaluer la perception par les utilisateurs des rendus haptiques virtuels.
+%Les méthodes psychophysiques sont notamment utilisées pour étudier le sens du toucher avec des objets réels et sont ré-employées pour pour évaluer la perception par les utilisateurs des rendus haptiques virtuels.
+%%
+%\textcite{choi2013vibrotactile} présentent particulièrement bien les questions perceptuelles et les méthodes d'évaluations à considérer.
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-\textcite{choi2013vibrotactile} présentent particulièrement bien les questions perceptuelles et les méthodes d'évaluations à considérer.
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 \subsection{Conclusion}
 \label{wearable_haptics_conclusion}