F2T : A Novel Force-Feedback Haptic Architecture Delivering 2D Data to Visually Impaired People
F2T: Une nouvelle architecture haptique à retour de force produisant des données 2D pour les personnes présentant une incapacité visuelle
Résumé
Today's technology still limits the accessing to 2D information (images, graphics, charts, maps, paintings, etc.) for visually impaired people (VIP). Existing solutions for human-machine interfaces are expensive and have yet to be available to the many. Therefore, we propose a novel and inclusive haptic architecture to access and interact with 2D data, relying on the force-feedback principle, and named Force-Feedback Tablet (F2T). The F2T's architecture is based on a flat thumbstick mounted on a 2D actuated support, enabling force feedback effects on user's finger. The flat thumbstick measures the user's intended movements independently from mobile support's actual movements, enabling highly interactive effects, static and dynamic effects, or guidances. Moreover, the mechanical structure does not need to be backdrivable, simplifying the motion control, and reducing the costs of the device. Finally, the F2T architecture allows designing lightweight, compact and scalable devices. To validate and demonstrate the relevance of the F2T architecture, we present two lightweight prototypes. Two series of preliminary tests with VIP and blindfolded participants confirmed the system's effectiveness at providing shape and spatial layout understanding. Results obtained during the evaluation are encouraging with high recognition rates. INDEX TERMS Haptic interfaces, force feedback, human-computer interaction, visually impaired people, accessibility.
La technologie actuelle est limitée encore dans l'accessibilité aux informations 2D (images, graphiques, cartes, plans, dessins, etc.) pour les personnes présentant une incapacité visuelle. Les contraintes les plus importantes sont la complexité de la représentation de l'information spatiale et le coût élevé du design des appareils pour la communication homme-machine. Nous présentons une nouvelle architecture haptique et inclusive pour l'accès et l'interaction avec des données 2D. Cette architecture se base sur le principe de retour de force et est appelée Tablette à retour de force (F2T). L'architecture de la F2T est basée sur un joystick plat monté sur un support 2D motorisé, exerçant des effets de retour de force sur le doigt de l'utilisateur. Le joystick plat permet la mesure des intentions de mouvement de l'utilisateur indépendamment des mouvements du support mobile, rendant possible le développement des effets interactifs, statiques et dynamiques ou guidages. En plus, la structure mécanique n'a pas besoin d'être mécaniquement réversible, ce qui simplifie le contrôle du mouvement et réduit le coût de l'appareil. Finalement, l'architecture F2T permet le design de dispositifs légers, compacts et évolutifs. Ces dispositifs peuvent aider les déficients visuels dans certaines tâches de tous les jours. Pour valider et démontrer la pertinence de l'architecture F2T, nous présentons deux prototypes légers. Nous utilisons la reconnaissance de forme et du plan spatial pour tester son efficacité. Les participants à nos tests, déficients visuels et les personnes avec les yeux bandés ont confirmé cette efficacité à travers une série de tests préliminaires sur des tâches de reconnaissance haptique. Les résultats obtenus sont encourageants avec un important pourcentage de reconnaissance de directions, angles et formes. Par conséquent, F2T a prouvé sa capacité de transmission d'information graphique à travers le principe de retour de force.
| Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
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