TY - JOUR TI - Design and implementation of haptic virtual environments for the training of the visually impaired AU - Tzovaras, Dimitrios AU - Nikolakis, Georgios AU - Fergadis, George AU - Malassiotis, Stratos AU - Stavrakis, Modestos T2 - IEEE AB - This paper presents a haptic virtual reality (VR) tool developed for the training of the visually impaired. The proposed approach focuses on the development of a highly interactive and extensible haptic VR training system (the ENORASI VR training system) that allows visually impaired, to study and interact with various virtual objects in specially designed virtual environments, while allowing designers to produce and customize these configurations. Based on the system prototype and the use of the CyberGrasp haptic device, a number of custom applications have been developed. An efficient collision detection algorithm is also introduced, by extending the proximity query package (PQP) algorithm to handle five points of contact (a case studied with the use of CyberGrasp). Two test categories were identified and corresponding tests were developed for each category. The training scenarios include: object recognition and manipulation and cane simulation, used for performing realistic navigation tasks. Twenty-six blind persons conducted the tests and the evaluation results have shown the degree of acceptance of the technology and the feasibility of the proposed approach. -------------------------- Στην παρούσα εργασία αναλύεται η σχεδίαση ενός απτικού εργαλείου εικονικής πραγματικότητας (haptic virtual reality (VR) tool) το οποίο υλοποιήθηκε για την εκπαίδευση ατόμων με δυσκολίες όρασης. Η προτεινόμενη προσέγγιση εστιάζει στην ανάπτυξη ενός ιδιαίτερα διαδραστικού και εκτατού απτικού συστήματος εκπαίδευσης σε εικονικά περιβάλλοντα (βασίζεται στο σύστημα ENORASI VR) που επιτρέπει σε άτομα με δυσλειτουργίες όρασης, να μελετήσουν και να αλληλεπιδράσουν με εικονικά αντικείμενα σε ειδικά σχεδιασμένα εικονικά περιβάλλοντα. Σκοπός του συστήματος είναι επίσης η δημιουργία ενός πολύ-λειτουργικού περιβάλλοντος μέσω του οποίου θα μπορούν να παραγάγουν και να διαμορφώνουν τα εκάστοτε εκπαιδευτικά σενάρια και κατ’ επέκταση τις υποδομές που θα υποστηρίζουν τις επιθυμητές λειτουργίες. Με βάση το πρωτότυπο σύστημα της Virtex (σήμερα Cyberglovesystems) και τη χρήση της απτικής συσκευής ελέγχου CyberGrasp, αναπτύχθηκε ένας μεγάλος αριθμός ειδικά διαμορφωμένων υποδομών και εφαρμογών για να υποστηριχθούν τα προαναφερθέντα σενάρια. Αναπτύχθηκε ένας αποδοτικότερος (σε σχέση με το πρωτότυπο σύστημα PGP) αλγόριθμος ανίχνευσης συγκρούσεων για τον καλύτερο χειρισμό των πέντε σημείων πρόσκρουσης που απαιτούνται για την προσομοίωση σύγκρουσης με το εικονικό χέρι του χρήστη (υπολογισμός των συγκρούσεων των πέντε δακτύλων του χρήστη με τα αντικείμενα του περιβάλλοντος χώρου). Με βάση τα σενάρια διάδρασης, δύο κατηγορίες δοκιμής προσδιορίστηκαν και οι αντίστοιχες πιλοτικές δοκιμές αναπτύχθηκαν για την κάθε κατηγορία. Τα σενάρια εκπαίδευσης περιλαμβάνουν: αναγνώριση αντικειμένων, χειρισμός και προσομοίωση του τεχνικού βοηθήματος ή Λευκού Μπαστουνιού για την εκτέλεση των ρεαλιστικών στόχων πλοήγησης σε εικονικά περιβάλλοντα. Τα διαδραστικά σενάρια διεξήχθησαν στα εργαστήρια του ινστιτούτου με την συμμετοχή είκοσι έξι ατόμων με δυσλειτουργίες οράσεως. Τα αποτελέσματα αξιολόγησης παρουσιάζουν το βαθμό αποδοχής της τεχνολογίας και τις δυνατότητες πραγματοποίησης της προτεινόμενης προσέγγισης σε ευρύτερη κλίμακα για την εκπαίδευση ατόμων με ειδικές ανάγκες. Στην παρούσα εργασία συνεργάστηκα ως σχεδιαστής των διαδραστικών σεναρίων και προγραμματιστής αυτών. Εργάστηκα ως ο βασικός χειριστής και δημιουργός των σεναρίων και των τριδιάστατων εικονικών κόσμων, ενώ ήμουν υπεύθυνος για την καταγραφή των δεδομένων της αξιολόγησης του περιβάλλοντος αλληλεπίδρασης. DA - 2004/// PY - 2004 DO - 10.1109/TNSRE.2004.828756 DP - IEEE Xplore VL - 12 IS - 2 SP - 266 EP - 278 J2 - IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering LA - English SN - 1534-4320 UR - http://ieeexplore.ieee.org/iel5/7333/28982/01304867.pdf?arnumber=1304867 DB - http://xylem.aegean.gr/~modestos/mo.blog/wp-content/uploads/2007/12/haptic-ves-2004.pdf KW - Cyber-Grasp haptic device KW - ENORASI KW - _publication KW - blind persons KW - cane simulation KW - collision detection algorithm KW - dipl-haptics KW - handicapped aids KW - haptics KW - object manipulation KW - object recognition KW - virtual reality KW - vision defects ER -