Modelado Háptico y Estimulación Táctil
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¿Cuál de las siguientes opciones NO es una forma de estimulación táctil en el modelado háptico?

  • Movimiento (correct)
  • Vibración
  • Temperatura
  • Presión en la piel

    • El término "háptico" se refiere a:

  • La capacidad de percibir la forma y la textura de los objetos. (correct)
  • El sentido del gusto.
  • El sentido del olfato.
  • La capacidad de sentir el dolor.

    • ¿Cuál de estos componentes NO está involucrado en el sentido cinestésico?

  • Músculos
  • Tendones
  • Articulaciones
  • Termoreceptores cutáneos (correct)

    • ¿Qué tipo de receptor proporciona información sobre la tensión muscular?

    <p>Órgano de Golgi (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes NO es un objetivo del modelado de información de salida?

    <p>Optimizar la velocidad de procesamiento de los datos de entrada (D)</p> Signup and view all the answers

    La estimulación háptica se refiere a la simulación del sentido del tacto, ¿Qué tipo de receptores se encuentran en la piel y detectan la presión, vibración y temperatura?

    <p>Mecanoreceptores (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante la simulación de texturas en el modelado háptico?

    <p>Para aumentar la sensación de realismo y inmersión en el usuario (B)</p> Signup and view all the answers

    La simulación de deformaciones en el modelado háptico suele ser útil para reproducir la sensación de:

    <p>Rigidez y flexibilidad de los objetos (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la tasa de renderizado recomendada para el renderizado háptico?

    <p>1000 Hz (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el modelado de sólidos es correcta?

    <p>No se pueden modelar sólidos puramente rígidos. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué aspectos son problemáticos en el control de impedancia?

    <p>Rigidez y grado de penetración. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de simulaciones suelen utilizarse para el modelado tactil?

    <p>Modelos simplificados usando fuerzas tangenciales. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una solución propuesta para abordar los problemas de control de impedancia?

    <p>Mejorar la eficiencia en la detección de colisiones. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función principal cumple la propiocepción en relación al cuerpo?

    <p>Reconocer el movimiento y posición de las partes del cuerpo (B)</p> Signup and view all the answers

    El software asociado con dispositivos hápticos ayuda en la sensorización de qué variables?

    <p>Posición y velocidad. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema cinestésico es correcta?

    <p>Registra contracciones y estiramientos de los músculos (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes no es una fuerza que se considera en el modelado de superficies?

    <p>Temperatura. (B)</p> Signup and view all the answers

    La sensibilización táctil pasiva se refiere a:

    <p>La sensación de presión y contacto con la piel (D)</p> Signup and view all the answers

    En un sistema de control de impedancia, el correcto manejo de qué factores es fundamental?

    <p>Rigidez y comportamiento dinámico. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes estructuras es crucial para la propiocepción?

    <p>Corpúsculos de Pacini y Ruffini en las articulaciones (A)</p> Signup and view all the answers

    La estereognosia permite realizar qué tipo de reconocimiento?

    <p>Comprensión de la forma y naturaleza de los objetos a través del tacto (C)</p> Signup and view all the answers

    Las sensaciones cutáneas incluyen todas menos:

    <p>Sensación de equilibrio (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes declaraciones sobre el sentido vestibular es correcta?

    <p>Se enfoca en la percepción de la posición y movimiento de la cabeza (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de información proporciona la retroalimentación de fuerza?

    <p>Datos mecánicos que impactan en el sistema cinestésico (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la ecuación que describe las fuerzas en un sistema viscoso?

    <p>$F = mx'' + cx' + kx$ (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué método se menciona para mejorar la sensación háptica al suavizar fuerzas?

    <p>Interpolación (C)</p> Signup and view all the answers

    En el mapeado de fuerzas, ¿qué se adapta al dispositivo háptico?

    <p>Las fuerzas aplicadas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes no es una propiedad de los modelos deformables mencionados?

    <p>Rígidos (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué componente no se menciona en el pipeline del renderizado háptico?

    <p>Visualización gráfica (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función representativa de la fuerza de textura aplicada en HIP?

    <p>$F = A sin(m.x) sin(n.y)$ (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué técnica se menciona como una forma de suavizado de fuerzas?

    <p>Suavizado de Phong (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre cambios bruscos en la fuerza?

    <p>Pueden causar inestabilidades (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el porcentaje más alto de retención a través de un método de aprendizaje específico?

    <p>70% (D)</p> Signup and view all the answers

    En el modelo de aprendizaje de NLP, ¿qué tipo de personas se asocian con el aprendizaje kinestésico?

    <p>Personas que aprenden mejor al tocar y sentir. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por el término 'pseudo háptico' en el contexto de la interacción háptica?

    <p>Sensaciones hápticas sin estimulación real. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una característica de los retroalimentadores de fuerza puntuales en un sistema háptico?

    <p>Proporciona información continua al usuario. (C)</p> Signup and view all the answers

    En el control en bucle cerrado, ¿qué diferencia se menciona en relación con las órdenes del usuario?

    <p>El controlador ajusta la planta según la orden del usuario y la medición. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué modalidad sensorial se considera dominante en el contexto del modelado háptico?

    <p>Visual. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la estimulación vibrotáctil según la información proporcionada?

    <p>Se generan sensaciones táctiles a través de vibradores. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el sistema que permite un sensado con poca o ninguna estimulación corporal?

    <p>Realidad aumentada pasiva. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función de la viscosidad en el modelado de líquidos?

    <p>Crear fuerzas que se oponen al movimiento. (D)</p> Signup and view all the answers

    En la ecuación de modelado de un sistema físico 𝑀.𝑥 ′′ + 𝐶.𝑥 ′ + 𝑘.𝑥 = 𝐹, ¿qué representa la variable 'x'?

    <p>Vector de deformación. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes actividades se realiza en el pipeline del renderizado háptico?

    <p>Suavizado de fuerzas. (C)</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la detección de colisiones, ¿qué es un 'Bounding Box'?

    <p>Un área delimitada que se utiliza para la detección rápida de colisiones. (D)</p> Signup and view all the answers

    La detección de colisiones puede ser determinada por la 'velocidad de renderizado'. ¿Qué influencia tiene esto?

    <p>Es determinante para la precisión en la detección de colisiones. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la variable que indica la interacción de un material para conservar deformaciones?

    <p>Plasticidad. (C)</p> Signup and view all the answers

    En el modelado háptico, ¿qué aspecto se considera crucial para la interfaz háptica?

    <p>La detección precisa de colisiones. (B)</p> Signup and view all the answers

    En el contexto del modelado físico, ¿qué representa la variable 'K' en la ecuación dada?

    <p>Elasticidad del material. (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Interacción visual

    Combinación de estereoscopía y cambios de iluminación para realismo.

    Programación de audio

    Desarrollo de audio en aplicaciones interactivas usando APIs.

    MIDI

    Protocolos para la comunicación de dispositivos musicales.

    HRTF

    Técnica que simula la percepción espacial del sonido.

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    Modelado háptico

    Simulación de sensaciones táctiles en entornos virtuales.

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    Mecanoreceptores

    Receptores que responden a presión y vibración en la piel.

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    Propioreceptores

    Sensores en músculos y articulaciones que detectan posiciones.

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    Tacto háptico

    Experiencia activa relacionada con el sentido del tacto.

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    Proprioceptivo

    Información sensorial sobre el estado corporal y posiciones.

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    Vestibular

    Percepción de la posición de la cabeza y su movimiento.

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    Cinestésico

    Sensación del movimiento y posición de las articulaciones.

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    Sensaciones cutáneas

    Sensaciones de presión, temperatura y dolor en la piel.

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    Realimentación de fuerza

    Producción mecánica de información por el sistema cinestésico.

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    Propiocepción

    Sensado de la posición y movimientos por las articulaciones.

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    Cinestésico vs Proprioceptivo

    Usados como sinónimos; uno mide movimiento, el otro posición.

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    Estereognosia

    Facultad de percibir forma y naturaleza de objetos mediante el tacto.

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    Métodos de Aprendizaje

    Formas en que las personas aprenden, como visual, auditivo y kinestésico.

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    Interacción Haptica

    Uso de herramientas para crear sensaciones táctiles en realidad virtual.

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    Estimulación Vibrotáctil

    Uso de vibraciones para crear sensaciones táctiles mediante guantes.

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    Sustitución Sensorial

    Uso de otras modalidades sensoriales para simular sensaciones táctiles.

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    Control en Bucle Cerrado

    Sistema que ajusta la salida en respuesta a la entrada del usuario.

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    Posición y Fuerza

    Sensado de la posición del usuario y realimentación de fuerza en sistemas hapticos.

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    Viscosidad

    Fuerzas opuestas al movimiento en un fluido.

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    Plasticidad

    Capacidad de un material para conservar deformaciones.

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    Modelo físico

    Representación matemática de un sistema físico.

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    Elasticidad

    Capacidad de un material para recuperar su forma original tras una deformación.

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    Detección de colisiones

    Proceso de identificar interacciones entre objetos en un espacio.

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    Pipeline del renderizado háptico

    Secuencia de pasos para generar una experiencia háptica.

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    Bounding Box

    Caja virtual que rodea un objeto para simplificar la detección de colisiones.

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    Texturizado háptico

    Aplicar texturas que se sienten a través del tacto en entornos virtuales.

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    Penetración en objetos

    Se requiere una ligera penetración para tocar el objeto.

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    Modelado de sólidos

    No se pueden modelar sólidos puramente rígidos.

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    Frecuencia de renderizado

    El renderizado háptico debe hacerse a 1000 Hz.

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    Control de impedancia

    Es un tipo de control en bucle cerrado que gestiona la rigidez y penetración.

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    Problemas del control de impedancia

    Incluyen rigidez, grado de penetración y objetos delgados.

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    Soluciones para control de impedancia

    Involucran mejoras en detección de colisiones y simulación dinámica.

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    Modelado virtual

    Es el modelado de superficies obteniendo dureza, fricción y textura.

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    Ejemplo de dispositivo háptico

    Un dispositivo que se utiliza es el Phantom Omni para el control háptico.

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    Dureza

    Resistencia de un material a ser deformado o penetrado.

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    Amortiguación viscosa

    Resistencia al movimiento que proporciona un material viscoelástico.

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    Suavizado de fuerzas

    Técnica para mejorar la sensación háptica evitando cambios bruscos en la fuerza.

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    Mapeo de fuerzas

    Adaptación de fuerzas a diferentes dispositivos hápticos.

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    Modelos de sólidos rígidos

    Represenaciones matemáticas de objetos que no deforman bajo fuerzas.

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    Modelos de sólidos deformables

    Representaciones que cambian de forma bajo la aplicación de fuerzas.

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    Ecuaciones diferenciales de segundo orden

    Funciones matemáticas que describen sistemas dinámicos de fuerza.

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    Study Notes

    Tema 3: Modelado de información de salida

    • El tema se centra en el modelado de la información de salida para entornos virtuales, con foco en el realismo.
    • Incluye aspectos visuales, auditivos y hápticos.
    • El objetivo es enriquecer los modelos virtuales mediante una mejora en la información sensorial, usando diversos dispositivos de salida y agregando la información necesaria para mejorar el realismo.

    Índice

    • Se describen las tres secciones principales del tema.
    • Se mencionan la Interacción visual (estereoscopía y mejoras de realismo), Programación de audio (APIs, MIDI, HRTF y sonido envolvente) y Modelado háptico (estimulación propioceptiva, táctil y simulaciones de texturas y deformaciones).

    Objetivos

    • El objetivo crucial es comprender la información que puede agregar realismo a un entorno virtual.
    • Se debe enriquecer el modelo virtual utilizando la mejora del flujo de información sensorial.
    • Es necesario conocer los dispositivos de salida para que el usuario final aprecie las mejoras del modelo virtual.

    Organización

    • Se establecen 8 horas de clases presenciales, horas de estudio, 3 horas de trabajo autónomo y 4 horas de prácticas.
    • La evaluación consistirá en preguntas cortas en la plataforma y entrega de un trabajo propuesto.

    3.3 ¿Tacto?

    • Se explora la dimensión háptica del tacto, con subcategorías como: táctil, cinestésico, somatosensorial y dolor.
    • Se explica cómo funcionan los mecanoreceptores y termoreceptores cutáneos.
    • Define los conceptos clave en relación al tacto.
    • Define cinestésico, propioceptivo, vestibular y cutáneo.
    • Se explican los procesos y componentes implicados para la sensación táctil de un objeto.

    3.3 Términos

    • Se proporcionan las definiciones de los términos clave relacionados con el tacto.
    • Abarca términos como Háptico, Propioceptivo, Vestibular, Cinestésico, Cutáneo, Táctil y Realimentación de fuerza.
    • Explica el concepto de cada término relacionado con el tacto.

    3.3 Cinestésico y propioceptivo

    • Presenta los términos cinestésico y propioceptivo como sinónimos en muchas ocasiones.
    • Se debe reconocer el movimiento de las posiciones y el movimiento de las partes del cuerpo.
    • Se explica que los corpúsculos de Pacini y Ruffini proporcionan información a las articulaciones.
    • Se enfatiza la precisión en la detección de la posición de las manos.

    3.3 ¿Tacto? (Intervención cerebral)

    • Se define la estereognosia como la capacidad de percibir y comprender la forma y la naturaleza de los objetos mediante el tacto.
    • Explica la relación entre el tacto y el aprendizaje (NLP – programación neurolingüística), incluyendo énfasis en la memoria visual, auditiva y kinestésica.
    • Se presentan estadísticas sobre el método de aprendizaje y retención.

    3.3 Exploración háptica

    • Se describen las diferentes maneras de explorar una superficie con el tacto, incluyendo: textura, dureza, volumen, temperatura y peso.

    3.3 Haptic- Realidad Virtual

    • Se explica la interacción mediante herramientas y retroalimentadores de fuerza puntuales.
    • Tipos de estimulación vibrotactil, como vibradores y altavoces pequeños.
    • Relación entre la localización de la sensación y la frecuencia, y la exactitud espacial.
    • Se define la sustitución sensorial y pseudo-háptico, visual como la modalità dominante.
    • Se discuten la poca interacción con el sistema, exoesqueletos y la poca estimulación corporal, así como los simuladores.

    3.3 Retroalimentadores puntuales

    • Describe el concepto y funcionamiento del bucle de control, tanto en control en bucle cerrado.
    • Se ilustra la interacción entre el usuario, el controlador (mundo virtual), la planta (dispositivos de RV) y el sensor.
    • Explica el cálculo de la fuerza como función de la posición del dispositivo.

    3.3 Control de Impedancia

    • Describe el control por impedancia y define que F = f(x), y se realimenta en la fuerza.
    • Define la necesidad de una ligera penetración para el tacto.
    • Define limites para el trabajo con sólidos puramente rígidos.
    • Define el renderizado háptico de 1000Hz.

    3.3 Control de Impedancia (Problemas)

    • Define problemas como rigidez, grado de penetración, objetos delgados, discontinuidades y el rango de impedancias de contacto simulable.

    3.3 Control de Impedancia (Soluciones)

    • Explica soluciones como la eficiencia en la detección de colisiones, la simulación del comportamiento dinámico, la mejora de algoritmos y los trucos perceptivos (realimentación visual).
    • Un ejemplo de realimentación visual de la rigidez.

    3.3 Control de Impedancia (Software)

    • Describe un software usado asociado con un dispositivo que facilita la tarea de sensar la posición y velocidad.
    • Define el concepto de mapeado entre posiciones y fuerzas emitidas.
    • Define el software en función del entorno virtual.
    • Describe las técnicas de cálculo de torques/pares como función del espacio (Jacobianos).
    • El ejemplo del dispositivo Phantom Omni.

    3.3 Modelado virtual

    • Define las características del modelado de superficies (duroza, fricción, textura y otras fuerzas).
    • Categoriza el modelado de sólidos (densidad, elasticidad, viscosidad, plasticidad e interacción).
    • Describe el modelado de líquidos.

    3.3 Renderizado háptico

    • Presenta un modelo físico del entorno virtual. Muestra una red de conexiones mostrando interacciones entre superficies y otras características.
    • Se describe el ciclo de detección de colisiones, cálculo de fuerzas, suavizado, mapeado y texturizado háptico.

    3.3 Renderizado háptico (Pipeline)

    • Define el pipeline de renderización háptico.
    • Describe la detección de colisiones, el cálculo de fuerzas, el suavizado de fuerzas, el mapeado de fuerzas y el texturizado háptico.
    • Explica el cálculo de fuerzas (modelos) (dureza, modelos lineales y no lineales, cálculo con las fuerzas viscosas).
    • Explica cómo se hacen los cálculos de las fuerzas de contacto (restricciones, penetración HIP, distancia entre proxy y HIP).

    3.3 Renderizado háptico (Cálculo de fuerzas)

    • Define los modelos de sólidos rígidos y deformables con ecuaciones y ejemplos.
    • Define y describe las técnicas para manejar las fuerzas (ejemplo: dureza, amortiguamiento).
    • Describe los métodos para calcular las fuerzas de contacto (ejemplos de modelos lineales y no lineales como la fricción de Coulomb).

    3.3 Renderizado háptico (Suavizado y Mapeado)

    • Especifica el suavizado de las fuerzas para mejorar la sensación háptica.
    • Define la interpolación y el modelado de Phong.
    • Describe cómo se manejan los cambios bruscos en las fuerzas y las inestabilidades.

    3.3 Renderizado háptico (Mapeado de fuerzas y Texturizado Háptico)

    • Describe el mapeado de las fuerzas al dispositivo háptico.
    • Explica el texturizado háptico y proporciona una fórmula para calcular la fuerza de textura.

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    Tema 3: Modelado de Información de Salida PDF

    Description

    Este cuestionario explora conceptos relacionados con el modelado háptico y la estimulación táctil. A través de preguntas sobre receptores, simulaciones y técnicas, los participantes aprenderán sobre la importancia de la percepción táctil en entornos digitales. Ideal para estudiantes interesados en la intersección de la tecnología y la sensación humana.

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