Los avances tecnológicos de los últimos años han evolucionado al punto de engañar a nuestros ojos y oídos. Solo con ver una película de superhéroes o ponerse unas gafas de realidad virtual podemos comprobarlo. El trabajo puede ser tan realista que te preguntas «¿cómo lo lograron». Sumergidos en estos espacios, solo nuestro tacto nos recuerda dónde estamos y qué es real. O eso creíamos hasta que llegó la tecnología háptica…
A lo largo de todo nuestro cuerpo se extiende la piel, el órgano más largo del cuerpo humano y el que nos proporciona el sentido del tacto. Por medio de este sentido podemos saber si algo es real, qué textura tiene, si está frío o caliente, entre muchos aspectos más. No obstante, la tecnología háptica podría cambiarlo todo.
Esta innovación incorporaría sensaciones que harían a las simulaciones más reales por medio de vibraciones, pulsaciones y otros impulsos. ¿En qué consiste exactamente? ¿Qué tan avanzada está? ¿Qué ejemplos de esta tecnología ya existen? En Futuro Eléctrico te respondemos estas preguntas y más.
Si supiéramos todo lo que tenemos que saber sobre la manera en la que percibimos la realidad a través de nuestros sentidos y lo replicáramos con tecnología, el mundo virtual podría ser tan real como… el real.
Jaron Lanier, en entrevista por la BBC
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¿Qué es la tecnología háptica?
¿Qué es exactamente la tecnología háptica? La palabra háptico proviene del griego y significa ‘perteneciente al sentido tacto’. En 1966, James J. Gibson escribió el libro The Senses Considered as Perceptual Systems. En él, describió la háptica como «la percepción del individuo del mundo adyacente a su cuerpo mediante el uso de su propio cuerpo». Es decir, es cualquier percepción del tacto o el movimiento.
La percepción háptica hace referencia a la información que se obtiene a través de la piel y de los músculos y tendones; esto es, el sistema cutáneo y motor. De esta forma, la tecnología háptica proporciona una forma de recrear el sentido del tacto por medio de una serie de fuerzas, vibraciones y movimientos.
Recordemos la mítica escena de Un Mundo Feliz, la icónica novela de Adolf Huxley, en la que Lenina y El Salvaje van al cine. No es cualquier cine ni cualquier película, sino Un filme sensible. A lo largo de la película, El Salvaje puede sentir sensaciones en su propio cuerpo, las vibraciones de la voz y un beso sensual en sus propios labios, entre otros estímulos; aunque nada de eso realmente ocurría.
Es la magia de la tecnología háptica, que permite a los espectadores y usuarios alcanzar nuevos niveles de inmersión. Por el momento, no es más que un indicador que se complementa con las señales sonoras y visuales de nuestros dispositivos, como en el caso de las vibraciones. Y, además, puede funcionar en conjunto con la realidad aumentada y realidad virtual. Sin embargo, el objetivo de los científicos es que sea mucho más y alcance nuevos hitos.
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Esta tecnología ya tiene algunas aplicaciones, como el Wii de Nintendo, el Xbox Kinect de Microsoft, los teléfonos y relojes inteligentes. Asimismo, su desarrollo se potencia en las industrias del juego, automoción y atención médica.
Breve historia de la tecnología háptica y los dispositivos hápticos
La tecnología háptica no tiene una larga historia, dada la dificultad que representa su objetivo tecnológico. Sus desarrollos todavía son un poco rudimentarios y es un terreno difícil de conquistar. ¿Cómo trasladar sensaciones realistas a través del tacto?
Son cerca de seis décadas de investigación. No obstante, los mejores ejemplos han llegado de la mano de la industria del cine. Por ejemplo, en la película de 1959 The Tingler se presentó un truco llamado Percepto. Consistía en un dispositivo vibratorio instalado bajo algunas butacas, cuya activación se realizaba de manera remota. Esto creaba una sensación de sorpresa que producía gritos en la sala.
Tras esto, en 1966, James J. Gibson publicó The Senses Considered as Perceptual Systems, del que ya te hemos comentado. Se convirtió, así, en uno de los pioneros en formular el cuerpo humano, sus habilidades y funciones. De esta forma, abrió camino a la tecnología háptica.
Otro de los desarrollos más importantes en este campo fue en la industria aeronáutica. En los sistemas de servo de los grandes aviones que les proporciona todas las sensaciones acerca de la resistencia sobre las actuaciones en situaciones de peligro. Es un sistema de control que proporcionaba una resistencia a la palanca del piloto proporcional al ángulo de ataque, este es un ejemplo de interfaz háptico.
Los primeros dispositivos hápticos
En 1994 se desarrolló el chaleco Aura Interactor. El chaleco es un dispositivo de realimentación de fuerza que monitorea una señal de audio y la convierte en ondas de sonido de bajos en vibraciones que pueden representar acciones tales como un golpe o una patada. Ese mismo año, en la transmisión de la película Honey, I Shrunk the audience, se simuló que unos ratones se soltaban y corrían por el auditorio. Para ello, bombearon aire por medio de un tubo de plástico.
En 1984, Nintendo realizó el lanzamiento del Power Glove, un mando de accesorios que buscaba recrear movimientos de la mano sobre una pantalla de televisor u computadora. Sin embargo, fue ampliamente criticado por su imprecisión. No obstante, en 1997, creó un hito en el mundo de los juegos con el lanzamiento del Rumble Pack. Es un dispositivo que hacía vibrar el mando de la Nintendo 64 y se convirtió en un standard de todos los mandos de juegos.
En 2007 se presentó el Falcon de Novint. Es un dispositivo táctil 3D. Tiene la capacidad de emular texturas, inercia o impulso de distintos objetos de un escenario virtual.
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Cómo funciona la tecnología háptica
Para entender cómo funciona la tecnología háptica, resulta vital comprender el funcionamiento del sentido del tacto. El cuerpo humano dispone de receptores cutáneos y cinestésicos relacionados con este sentido. Para poder desarrollar esta tecnología, se deben estimular los receptores correctos y, usualmente, los más importantes son los cutáneos.
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Los receptores cutáneos de especializan en recibir tres tipos de percepción diferentes: presión, dolor y temperatura. Los científicos solo centran sus esfuerzos en estimular solo uno de ellos. De esta forma, los dispositivos hápticos buscan activar los mecanorreceptores que detectan la presión: los corpúsculos de Messiner, los corpúsculos de Pacini, los discos de Markel y las terminaciones de Ruffini.
Los investigadores trabajan para encontrar la manera de estimular cada uno —juntos o independientes— de estos mecanorreceptores. Así, apuestan por generar la sensación de variaciones de presión sobre la piel y provocar un impulso nervioso que llegue al cerebro.
Los receptores cinestésicos se relacionan con los músculos y tendones. Estos permiten obtener información sobre nuestro cuerpo, como la posición de los miembros y las tensiones soportadas. No obstante, no juegan un papel importante para estos desarrollos.
Los dispositivos hápticos generan una estimulación cambiante y localizada en el sentido del tacto. Para generar esta sensación, se pueden utilizar diferentes sistemas. Entre ellos destacan los pines mecánicos activados por solenoides, cristales piezoeléctricos, vibraciones generadas magnéticamente, alteraciones electrostáticas, ondas de ultrasonido, presión de sistemas neumáticos, etc. En general, se pueden distinguir entre táctiles y realimentación de fuerzas.
Interfaces táctiles
Pretenden estimular los mecanorreceptores de la piel y, así, activar el tacto pasivo. De esta forma, el usuario podrá recibir información del objeto y su naturaleza. Se enfocan en la zona de las yemas de los dedos, las manos y otras zonas localizadas. Tienen cinco tipos: vibradores, neumáticos, mecánicos, electrocutáneos y térmicos.
Interfaces de realimentación de fuerza
Se usan en las aplicaciones de la realidad virtual. Buscan generar una sensación más realista al tocar un objeto virtual en un mundo virtual. Al apretarlo o manipularlo, provoca la sensación de que realmente hay un objeto en determinado espacio. También permite simular características como elasticidad, viscosidad y adherencia.
Interactuadores puntuales
Estos no permiten al usuario tocar de manera directa el objeto. Generan un medio físico intermedio que actúa como un filtro. Así, transmiten una sensación cinestésica más transparente. Sin embargo, reducen las sensaciones táctiles. Sus usos se relacionan con los dispositivos para el entrenamiento en cirugía.
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Ejemplos de tecnología háptica
Glove One
La empresa española Neurodigital Technologies está trabajando en el desarrollo de Glove One. Es un guante que permite interactuar con un mundo virtual. El avatar digital podrá responder a los movimientos de la mano y puede producir vibraciones capaces de hacer creer al cerebro que realmente está tocando algo.
Glove One permite sentir cambios en la rugosidad y textura de distintas superficies; podían sentir resistencia al arrancar los pétalos de unas flores; e, incluso, generar la ilusión de pesos y tamaños distintos en dos pelotas.
The Machine to be Another
La Universidad Pompeu Fabra de Barcelona en conjunto con el Instituto Tecnológico de Massachussets están trabajando en el proyecto The Machine to be Another. Es un proyecto que pretende utilizar la realidad virtual para engañar al cerebro y hacerle creer que está en el cuerpo de alguien más.
Su funcionamiento requiere de dos personas. Cada una de ellas se coloca un casco de realidad virtual y reciben la señal del otro. Al coordinar los movimientos se logra la ilusión visual y táctil de ser la otra persona. Sus aplicaciones son, principalmente, científicas. Pueden ayudar al estudio de la empatía. También a la rehabilitación y creación de conexiones de pacientes con lesiones graves.
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WeWALK
WeWALk es un dispositivo que busca mejorar la vida de personas ciegas o con alguna discapacidad visual. Es un bastón inteligente que incorpora tecnología como altavoz, micrófono y un sensor háptico. WeWalk se compone de un bastón y un mango. Su componente háptico, ubicado en el mango, sirve para enviar vibraciones al usuario que le indique lo que le rodea. Además, cuenta con un touchpad para navegar por el sistema.
El sistema es compatible con los teléfonos móviles por medio de bluetooth. Así, hace uso de Google Maps y los asistentes personales para informar al usuario de lo que le rodea. Asimismo, cuenta con un sensor ultrasónico que detecta obstáculos por encima del nivel del pecho. Así puede avisarle al usuario por medio de una vibración en el mango.
Hologramas táctiles
La Universidad de Bristol está trabajando para desarrollar un sistema basado en ultrasonidos. Consiste en un sistema de leap motion que puede detectar dónde están las manos del usuario. De esta forma, con unos altavoces ubicados en una superficie, emite ondas de alta frecuencia con suficiente presión para hacer creer que se toca un objeto.
Microsoft y un Xbox con panel háptico
En su esfuerzo por permitir que las personas con alguna discapacidad puedan disfrutar de sus Xbox, Microsoft reveló que trabajan en un nuevo desarrollo. Se trata de un mando para Xbox que integraría un panel háptico en la parte inferior. Esta serviría para desplegar mensajes táctiles en braille para las personas con discapacidad visual.
Es decir, el dispositivo servirá como un panel de braille y por medio de una matriz de puntos reproduciría los puntos en relieve para que el usuario pueda leerlas de forma inmediata y a su ritmo. Además, contará con seis paletas que permitirán al usuario responder y enviar mensajes.
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Hyundai, volantes con respuesta háptica
La presencia de pantallas cada vez más grandes en los autos se ha comenzado a convertir en un problema de seguridad. Entre más grandes son, más protagonismo tienen y, por lo tanto, más distracción por parte de los conductores causan. Tras varios estudios, Hyundai concluyó que las pantallas seguirán teniendo mayor presencia en los coches. Sin embargo, su ubicación podría cambiar.
Hyundai propone ubicarlas en el volante, que sean táctiles y ofrezcan respuesta por medio de vibraciones. Así, el conductor puede saber cuándo las presiona y elige una función. Tendrían menús personalizables, serían del tamaño de un teléfono inteligente y se operarían con el pulgar.
Kissinger
Para aquellas parejas que están a distancia, Kissinger es un dispositivo que funciona como un teléfono móvil de besos. Por medio de la tecnología háptica el usuario podrá mandar y sentir besos a distancia.
Consiste en un dispositivo que se inserta en los iPhones y en la parte baja cuentan con una pequeña almohadilla de silicona. Las personas se pueden comunicar por Skype o FaceTime y pueden besar la almohadilla. El programa registra el patrón de presión de la persona que besa para que en el otro lado la persona que recibe el beso coloque la almohadilla en su mejilla o labios y sentir esa misma presión.
El futuro de la tecnología háptica
Los avances técnicos logrados con la tecnología háptica han crecido numerosamente en los últimos años. Ya existen dispositivos capaces de engañar el sentido de realidad con sensaciones táctiles. No obstante, hay un largo camino por recorrer.
De esta forma, para obtener mejores dispositivos hápticos es necesario mejorar y minimizar la latencia. Es decir, el tiempo de respuesta entre el contacto y la respuesta háptica. En la actualidad, esta latencia es de varios milisegundos. Sin embargo, el sistema nervioso humano es sensible a estos desfases, lo que genera dificultades en la ilusión.
Por otro lado, la falta de interés de los fabricantes también ha retrasado el despegue de esta tecnología. A la falta de un mercado que demande expresivamente este desarrollo, se han enfocado en productos ya existentes. Desde el punto de vista comercial, es importante que la háptica comience a incorporarse en los dispositivos para llamar la atención del público.
El sector de los videojuegos es el que más ha explorado este potencial. Empresas como Nintendo y Microsoft, pero también Virtuix Omni, Yost Labs y Cyberith trabajan para transmitir la sensación de movimiento al jugador.
Tecnología háptica en otros sectores
Sin embargo, la medicina, la investigación y la ingeniería también se pueden beneficiar de ello. Por ejemplo, científicos de MIT crearon un guante que informa de la presencia de sustancias químicas en donde toca. Así, se puede retirar la mano de objetos contaminados con bacteria, muy útil en labores de limpieza en quirófanos o vertidos químicos.
Por su parte, el laboratorio de Háptica Colaborativa y Robótica en Medicina de la Universidad Stanford está trabajando en un nuevo dispositivo táctil. Este no solo podrá sintetizar la textura y forma de los objetos, sino que podrá reaccionar a los movimientos del usuario. Así brindará una sensación de peso o deformación. Sus aplicaciones se centrarían en la cirugía robótica. Se espera que luego se extienda a otros sectores.
Por su parte, en la tecnología móvil se explora cómo brindar una respuesta más localizada a las acciones del usuario. Apple está trabajando en un dispositivo para la localización de retroalimentación háptica. Se cree que busca brindar vibraciones de respuesta de manera localizada según la exploración del usuario. No obstante, también se habla que los celulares podrían incorporar una matriz de electrodos pequeños que podrían pasar corrientes eléctricas minúsculas en la piel y de ese modo activar las terminaciones nerviosas artificialmente.
Incluso hay otros que proponen una solución más radical. Hablan de no reducir la tecnología háptica a estimular nuestra piel. Por el contrario, buscan enviar una señal directamente al cerebro sin pasar por un órgano sensorial. Aseguran que la fidelidad sería mucho mayor, aunque despierta un fuerte debate ético y numerosos retos técnicos.
Palabras finales
La tecnología háptica tiene infinitas posibilidades de transformar nuestra vida de diversas maneras. Sus desarrollos son todavía comparables al gateo de un bebé, pero es probable que en los próximos años veamos un desarrollo exponencial en diferentes sectores.
Con su avance podremos encontrar también experiencias más inmersivas y realistas; más facilidades para personas con algún tipo de discapacidad; tecnologías con respuesta más intuitivas; mejor retroalimentación por parte de los dispositivos; e, incluso, un desempeño más fiel bajo ciertos contextos.
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