Identifying 3-D spatiotemporal skin deformation cues evoked in interacting with compliant elastic surfaces.
Identifying 3-D spatiotemporal skin deformation cues evoked in interacting with compliant elastic surfaces.
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DOI：
10.1109/haptics45997.2020.ras.hap20.22.5a9b38d8
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发表时间：
2020-03
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Gerling GJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li B;Hauser S;Gerling GJ
我们经常触摸柔软、柔顺的水果和组织。为了帮助我们区分它们，我们依赖于嵌入在手指垫皮肤的空间和时间变形中的线索。然而，我们还不明白，在触摸各种顺从的对象时，这些模式如何随着时间的推移而演变，并驱动感知。在被动触摸中使用3-D立体成像技术，我们开发了用于量化皮肤变形的指标，包括顺应性、位移和时间。这些指标将终端接触面积的2-D估计值映射到代表穿透深度、表面曲率和力的空间和时间变化的3-D指标。为了做到这一点，数千个三维点的云在维度上被减少到椭圆的堆栈中，以便在参与者和试验之间更容易进行比较。为了评估所得到的3-D度量的鲁棒性，人类受试者的实验进行与刺激对不同的顺应性和可辨别性。结果表明，穿透深度和表面曲率等指标可以在较小的位移下更早地区分柔度。还观察到皮肤变形的不同模式，与较硬的物体接触，与接近皮肤顺应性的较软的物体接触。皮肤变形的这些观察可以指导触觉致动的设计和控制。
We regularly touch soft, compliant fruits and tissues. To help us discriminate them, we rely upon cues embedded in spatial and temporal deformation of finger pad skin. However, we do not yet understand, in touching objects of various compliance, how such patterns evolve over time, and drive perception. Using a 3-D stereo imaging technique in passive touch, we develop metrics for quantifying skin deformation, across compliance, displacement, and time. The metrics map 2-D estimates of terminal contact area to 3-D metrics that represent spatial and temporal changes in penetration depth, surface curvature, and force. To do this, clouds of thousands of 3-D points are reduced in dimensionality into stacks of ellipses, to be more readily comparable between participants and trials. To evaluate the robustness of the derived 3-D metrics, human subjects experiments are performed with stimulus pairs varying in compliance and discriminability. The results indicate that metrics such as penetration depth and surface curvature can distinguish compliances earlier, at less displacement. Observed also are distinct modes of skin deformation, for contact with stiffer objects, versus softer objects that approach the skin’s compliance. These observations of the skin’s deformation may guide the design and control of haptic actuation.
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影响因子：
2.9
作者：
Hauser SC;Gerling GJ;Hauser SC;Gerling GJ;Gerling GJ;Hauser SC
通讯作者：
Hauser SC
DOI：
10.1098/rsif.2014.0698
发表时间：
2014-11-06
期刊：
Journal of the Royal Society, Interface
影响因子：
--
作者：
Delhaye B;Lefèvre P;Thonnard JL
通讯作者：
Thonnard JL
影响因子：
2.5
作者：
SRINIVASAN, MA;LAMOTTE, RH
通讯作者：
LAMOTTE, RH
影响因子：
2.9
作者：
Sato, Katsunari;Kamiyama, Kazuto;Tachi, Susumu
通讯作者：
Tachi, Susumu
DOI：
10.1073/pnas.1706233114
发表时间：
2017-10-10
影响因子：
11.1
作者：
Dzidek, Brygida;Bochereau, Serena;Adams, Michael J.
通讯作者：
Adams, Michael J.