Logotyp: till Uppsala universitets webbplats

uu.sePublikationer från Uppsala universitet
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Comparison of walking and traveling-wave piezoelectric motors as actuators in kinesthetic haptic devices
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för visuell information och interaktion. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Bildanalys och människa-datorinteraktion.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för visuell information och interaktion. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Bildanalys och människa-datorinteraktion.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för visuell information och interaktion. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Bildanalys och människa-datorinteraktion.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Mikrosystemteknik.
2016 (Engelska)Ingår i: IEEE Transactions on Haptics, ISSN 1939-1412, E-ISSN 2329-4051, Vol. 9, nr 3, s. 427-431Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Piezoelectric motors offer an attractive alternative to electromagnetic actuators in portable haptic interfaces: they are compact, have a high force-to-volume ratio, and can operate with limited or no gearing. However, the choice of a piezoelectric motor type is not obvious due to differences in performance characteristics. We present our evaluation of two commercial, operationally different, piezoelectric motors acting as actuators in two kinesthetic haptic grippers, a walking quasi-static motor and a traveling wave ultrasonic motor. We evaluate each gripper's ability to display common virtual objects including springs, dampers, and rigid walls, and conclude that the walking quasi-static motor is superior at low velocities. However, for applications where high velocity is required, traveling wave ultrasonic motors are a better option.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2016. Vol. 9, nr 3, s. 427-431
Nationell ämneskategori
Människa-datorinteraktion (interaktionsdesign) Robotik och automation
Forskningsämne
Datoriserad bildbehandling; Teknisk fysik med inriktning mot mikrosystemteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-262371DOI: 10.1109/TOH.2016.2537803ISI: 000384670000012PubMedID: 27046907OAI: oai:DiVA.org:uu-262371DiVA, id: diva2:853725
Forskningsfinansiär
VårdalstiftelsenVINNOVATillgänglig från: 2016-03-30 Skapad: 2015-09-14 Senast uppdaterad: 2025-02-05Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Haptics with Applications to Cranio-Maxillofacial Surgery Planning
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Haptics with Applications to Cranio-Maxillofacial Surgery Planning
2015 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Virtual surgery planning systems have demonstrated great potential to help surgeons achieve a better functional and aesthetic outcome for the patient, and at the same time reduce time in the operating room resulting in considerable cost savings. However, the two-dimensional tools employed in these systems today, such as a mouse and a conventional graphical display, are difficult to use for interaction with three-dimensional anatomical images. Therefore surgeons often outsource virtual planning which increases cost and lead time to surgery.

Haptics relates to the sense of touch and haptic technology encompasses algorithms, software, and hardware designed to engage the sense of touch. To demonstrate how haptic technology in combination with stereo visualization can make cranio-maxillofacial surgery planning more efficient and easier to use, we describe our haptics-assisted surgery planning (HASP) system. HASP supports in-house virtual planning of reconstructions in complex trauma cases, and reconstructions with a fibula osteocutaneous free flap including bone, vessels, and soft-tissue in oncology cases. An integrated stable six degrees-of-freedom haptic attraction force model, snap-to-fit, supports semi-automatic alignment of virtual bone fragments in trauma cases. HASP has potential beyond this thesis as a teaching tool and also as a development platform for future research.

In addition to HASP, we describe a surgical bone saw simulator with a novel hybrid haptic interface that combines kinesthetic and vibrotactile feedback to display both low frequency contact forces and realistic high frequency vibrations when a virtual saw blade comes in contact with a virtual bone model. 

We also show that visuo-haptic co-location shortens the completion time, but does not improve the accuracy, in interaction tasks performed on two different visuo-haptic displays: one based on a holographic optical element and one based on a half-transparent mirror. 

Finally, we describe two prototype hand-worn haptic interfaces that potentially may expand the interaction capabilities of the HASP system. In particular we evaluate two different types of piezo-electric motors, one walking quasi-static motor and one traveling-wave ultrasonic motor for actuating the interfaces.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2015. s. 79
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1289
Nyckelord
medical image processing, haptics, haptic rendering, haptic gripper, visuo-haptic co-location, vibrotactile feedback, surgery simulation, virtual surgery planning, cranio-maxillofacial surgery
Nationell ämneskategori
Medicinsk bildvetenskap Människa-datorinteraktion (interaktionsdesign)
Forskningsämne
Datoriserad bildbehandling
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-262378 (URN)978-91-554-9339-4 (ISBN)
Disputation
2015-10-16, Room 2247, Polacksbacken, Lägerhyddsvägen 2, Uppsala, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2015-09-25 Skapad: 2015-09-14 Senast uppdaterad: 2025-02-09Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Person

Olsson, PontusNysjö, FredrikCarlbom, Ingrid B.Johansson, Stefan

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Olsson, PontusNysjö, FredrikCarlbom, Ingrid B.Johansson, Stefan
Av organisationen
Avdelningen för visuell information och interaktionBildanalys och människa-datorinteraktionMikrosystemteknik
I samma tidskrift
IEEE Transactions on Haptics
Människa-datorinteraktion (interaktionsdesign)Robotik och automation

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 1332 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf