Open Access
Novel contactless haptic technologies for creating affective tactile sensations when interacting with computer systems
(2025) Irisarri Erviti, Josu; Marzo Pérez, Asier; Estadística, Informática y Matemáticas; Estatistika, Informatika eta Matematika; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua
Esta tesis doctoral desarrolla y explora nuevas tecnologías hápticas sin contacto para generar sensaciones táctiles en los usuarios a distancia y sin obligarles a llevar dispositivos. De esta forma, se reduce el tiempo de empezar a usar el sistema y se mejora la disponibilidad a utilizar dispositivos públicos. Utilizando hápticas sin contacto, esta tesis también quiere ir más allá del tacto funcional (p.ej., notificaciones o discriminación de objetos) e intenta reproducir algunas experiencias perdidas en entornos virtuales como el tacto afectivo. Por ejemplo, los movimientos de roce en el antebrazo pueden tener un fuerte significado afectivo (caricias) pero la tecnología de ultrasonidos focalizados actual no estimula con suficiente intensidad estas áreas de piel. Sin embargo, otras tecnologías sin contacto, como la luz infrarroja o la electrostática podrían generar estas sensaciones afectivas. Los sentidos visual y auditivo han dominado los sistemas de interacción humano-ordenador, a veces desatendiendo el sentido del tacto. En este trabajo, se presentan tecnologías hápticas que pueden proporcionar sensaciones táctil a distancia. Tienen el potencial de mejorar las experiencias inmersivas en entornos virtuales, así como de facilitar una conexión más profunda entre sus usuarios. Esta tesis también explora brevemente el uso de la háptica sin contacto para experiencias multimodales, tecnologías sin contacto y computación afectiva. En primer lugar, la tesis desarrolla una técnica híbrida, un material inteligente que es una combinación de termoplástico y polvo de hierro que se puede activar a distancia mediante calor y campos magnéticos, pero el usuario sigue necesitando contacto directo con el material. Se pensó que este sistema sería la base para comparaciones. En segundo lugar, se presenta una demostración utilizando electrostática para crear piloerección en el antebrazo. Esta tecnología puede actuar a distancia y tiene el potencial de crear estímulos afectivos. En tercer lugar, se combinan el plasma eléctrico y el ultrasonido para guíar chispas eléctricas en el aire, capaz de generar estímulos fuertes y con una buena resolución espacial y temporal. Finalmente, se explican combinaciones aún inacabadas de tecnologías; como ultrasonido, electrostática, chispas eléctricas, aerosoles, luz infrarroja, cambio de humedad/temperatura, aire y láseres. Espero que este trabajo sirva para introducir otras tecnologías hápticas sin contacto distintas de los ultrasonidos, que ha sido la tecnología dominante en la última década. Tener disponibles más tecnologías hápticas sin contacto, puede motivar la incorporación de feedback táctil en algunos sistemas de interacción entre humanos-computadoras, como las experiencias interactivas públicas en exposiciones, museos o teatros.
Open Access
Contactless electrostatic piloerection for haptic sensations
(IEEE, 2023) Iriarte Cárdenas, Naroa; Ezcurdia Aguirre, Íñigo Fermín; Elizondo Martínez, Sonia; Irisarri Erviti, Josu; Hemmerling, Daria; Ortiz Nicolás, Amalia; Marzo Pérez, Asier; Estadística, Informática y Matemáticas; Estatistika, Informatika eta Matematika
In this project, we create artificial piloerection using contactless electrostatics to induce tactile sensations in a contactless way. Firstly, we design various high-voltage generators and evaluate them in terms of their static charge, safety and frequency response with different electrodes as well as grounding strategies. Secondly, a psychophysics user study revealed which parts of the upper body are more sensitive to electrostatic piloerection and what adjectives are associated with them. Finally, we combine an electrostatic generator to produce artificial piloerection on the nape with a head-mounted display, this device provides an augmented virtual experience related to fear. We hope that work encourages designers to explore contactless piloerection for enhancing experiences such as music, short movies, video games, or exhibitions.

Irisarri Erviti, Josu

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