IT201900009885A1 - Dispositivo per realta’ virtuale - Google Patents

Description

TITOLO

DISPOSITIVO PER REALTA’ VIRTUALE

DESCRIZIONE

Settore di applicazione dell’invenzione

In generale la presente invenzione riguarda il settore dei sistemi per realtà virtuale, in particolare la presente invenzione riguarda un dispositivo per realtà virtuale.

Stato della tecnica

Con il termine realtà virtuale si indica una realtà simulata, ossia un ambiente riprodotto per mezzo di appositi dispositivi e software in grado di far vivere all’utente una esperienza sensoriale in una realtà simulata. Al giorno d’oggi, la realtà virtuale permette una esperienza immersiva a livello visivo sfruttando, per esempio, i diversi visori attualmente disponibili in commercio.

La possibilità di ricreare visivamente ambienti sempre più realistici ha creato il bisogno di implementare soluzioni in grado di coinvolgere anche altri sensi di un utente finale come ad esempio il tatto.

In questa direzione sono stati sviluppati diversi sistemi per interagire in ambienti di realtà virtuale.

Per esempio, sono noti dispositivi dotati di sistemi (noti anche come “force feedback system”) che simulano la presenza di un oggetto. Questi sistemi si basano su mezzi meccanici o fluidodinamici in grado di far percepire all’utente una resistenza alla chiusura della mano, ricreando a tutti gli effetti la sensazione di avere in mano un oggetto reale.

I sistemi noti si basano sostanzialmente su esoscheletri che generano una forza resistente sulla mano di un utente. Per esempio, i sistemi meccanici presentano delle leve connesse ad un ditale in grado di opporsi al movimento di chiusura delle dita di una mano, mentre I sistemi fluidodinamici esercitano sostanzialmente lo stesso principio sfruttando dei canali ad aria compressa.

La Richiedente ha notato che questi sistemi presentano alcuni svantaggi.

In particolare, la Richiedente ha notato che questi sistemi presentano degli ingombri importanti, pertanto una volta applicati (ad esempio ad un guanto o ad un supporto per una mano di un utente) risultano scomodi da indossare e/o trasportare.

Inoltre, svantaggiosamente, i sistemi che utilizzano un fluido (per esempio aria compressa) necessitano di un apposito compressore e pertanto l’ingombro è ulteriormente aumentato.

Inoltre, svantaggiosamente, dato il peso di questi dispositivi, l’utente, durante il loro utilizzo, non è in grado di dosare correttamente la propria forza, causando pertanto una errata percezione degli eventi virtuali.

Nel seguito, col termine “sistema per realtà virtuale” si indicherà in modo generico un sistema atto a generare un ambiente di realtà virtuale e comprendente un terminale di visualizzazione (es. visore indossabile, schermo, ecc.) che permette all’utente di vedere tale ambiente di realtà virtuale.

Sommario dell’invenzione

La richiedente ha affrontato il problema di fornire un dispositivo per realtà virtuale che superi i suddetti problemi.

Scopo della presente invenzione è fornire un dispositivo per realtà virtuale leggero e avente ingombri ridotti.

Secondo un primo aspetto la presente invenzione fornisce un dispositivo per realtà virtuale comprendente:

- una base atta ad essere posizionata sul dorso di una mano;

- almeno due porzioni operative che si estendono da detta base e atte ad impegnare almeno un dito di detta mano;

- almeno due attuatori posizionati su detta base;

ciascuna di dette almeno due porzioni operative comprendendo:

- un sensore di flessione configurato per generare un rispettivo segnale di flessione;

- un filo di contrasto disposto lungo detto sensore di flessione, detto filo di contrasto presentando una prima estremità ed una seconda estremità, detta prima estremità di detto filo di contrasto essendo accoppiata ad un rispettivo di detti attuatori, e detta seconda estremità di detto filo di contrasto essendo accoppiata a detto sensore di flessione.

- una interfaccia di comunicazione collegata in input e output ad una unità di controllo e configurata per:

- ricevere detti segnali di flessione generati da detti sensori di flessione; - inviare a detti almeno due attuatori un segnale di comando generato da detta unità di controllo in funzione di detti segnali di flessione.

Secondo un ulteriore aspetto la presente invenzione fornisce un sistema per realtà virtuale comprendente:

- un elaboratore configurato per generare un ambiente virtuale;

- Il dispositivo secondo forme di realizzazione della presente invenzione; - l'unità di controllo collegata con detto dispositivo per mezzo di detta interfaccia di comunicazione e con detto elaboratore; e

- un dispositivo di visualizzazione, atto a visualizzare l’ambiente virtuale generato da detto elaboratore.

In accordo con uno o più dei precedenti aspetti, ulteriori caratteristiche preferite dell'invenzione sono presentati nelle rivendicazioni dipendenti, che formano parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle figure

La presente invenzione risulterà più chiara dalla seguente descrizione dettagliata, da leggersi con riferimento ai disegni allegati forniti a titolo di esempio e non di limitazione, in cui:

- la Figura 1 è una vista prospettica di un dispositivo per realtà virtuale in accordo con la presente invenzione;

- la Figura 2 è una vista prospettica del dispositivo per realtà virtuale di figura 1 dove alcuni elementi non sono rappresentati per motivi di chiarezza;

- la Figura 3 è una vista in pianta del dispositivo per realtà virtuale di figura 1; - la Figura 4 è una vista laterale del dispositivo per realtà virtuale di figura 1; - la Figura 5 è uno schema a blocchi che mostra il funzionamento del dispositivo per realtà virtuale di figura 1, quando lo stesso è inserito in un sistema per realtà virtuale.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione è fornito un dispositivo 100 per realtà virtuale.

Con riferimento inizialmente alle Figure 1 e 2, il dispositivo 100 per realtà virtuale comprende una base 10. La base 10 del dispositivo 100 è atta ad essere posizionata sul dorso di una mano. In particolare, una prima superficie della base 10 del dispositivo 100 è posizionata sul dorso di una mano per mezzo di almeno un elemento di fissaggio. Per esempio, gli elementi di fissaggio possono essere degli elementi elastici impegnati ad apposite sedi 11 ricavate sulla base 10. Opzionalmente, l’elemento di fissaggio può essere un guanto indossabile su una mano dove tale base 10 è impegnata sul dorso di tale guanto.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo comprende almeno due porzioni operative 20a, 20b, 20c. Tali almeno due porzioni operative 20a, 20b, 20c si estendono dalla base 10 del dispositivo 100 e sono atte ad impegnare almeno un dito della mano di un utente. Le porzioni operative 20a, 20b, 20c sono dotate di almeno un elemento di impegno atto ad impegnare almeno un dito di una mano di un utente. Per esempio, l'almeno un elemento di impegno di una porzione operativa 20a, 20b, 20c comprende una pluralità di elementi elastici impegnati ad apposite sedi, ricavate lungo la lunghezza della rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c, e atti ad impegnare almeno un dito di una mano.

In pratica, ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c può essere realizzata come una striscia, ad esempio in materiale plastico e deformabile, estendentesi dalla suddetta base 10.

Con riferimento alle Figure 1, 2 e 3, su ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c possono essere montati un rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c ed un rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c, come sarà meglio descritto in seguito. In una forma di realizzazione, ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c è costituita dal rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c.

Preferibilmente, secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il dispositivo è dotato di una prima, una seconda e una terza porzione operativa 20a, 20b, 20c.

Ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c è atta ad impegnare almeno un dito della mano di un utente. Preferibilmente, la prima e la seconda porzione operativa 20a, 20b impegnano rispettivamente il pollice e l’indice della mano di un utente. Opzionalmente, la terza porzione operativa 20c impegna le restanti dita della mano. Opzionalmente, la terza porzione operativa 20c non impegna il mignolo della mano di un utente.

Ad esempio, l’almeno un elemento di impegno (non mostrato nelle figure) comprende una pluralità di elementi elastici; tali elementi elastici possono essere in forma di anelli o fili atti ad avvolgere, interamente o parzialmente, la parte della mano accoppiata alle porzioni operative 20a, 20b, 20c.

Preferibilmente, le tre porzioni operative 20a, 20b, 20c si estendono rispettivamente sostanzialmente al di sopra del pollice, dell’indice, del medio e dell’anulare della mano dell’utente.

Come sopra accennato, preferibilmente, il dispositivo 100 comprende due o più fili di contrasto 31a, 31b, 31c, il cui funzionamento sarà meglio descritto nel seguito.

Preferibilmente, ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c è associato ad una rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c. In pratica, è preferibilmente previsto un filo di contrasto 31a, 31b, 31c per ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c.

Preferibilmente, ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c presenta una prima estremità ed una seconda estremità.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, come visibile in Figura 1, il dispositivo 100 per realtà virtuale comprende almeno due attuatori 30a, 30b, 30c.

Preferibilmente, gli almeno due attuatori 30a, 30b, 30c sono posizionati su una seconda superficie della base 10 del dispositivo 100. La seconda superficie della base 10 è preferibilmente opposta alla sopra menzionata prima superficie della base 10. Tali almeno due attuatori 30a, 30b, 30c sono posizionati in modo da poter cooperare con le almeno due porzioni operative 20a, 20b, 20c. Preferibilmente, il numero di attuatori 30a, 30b, 30c è pari al numero di porzioni operative 20a, 20b, 20c.

Con riferimento alle Figure 1, 2, 3 e 4, secondo forme di realizzazione della presente invenzione, ciascun attuatore 30a, 30b, 30c comprende un motore elettrico 32a, 32b, 32c associato ad un rocchetto 33a, 33b, 33c; preferibilmente, ciascun rocchetto 33a, 33b, 33c è calettato su un albero di uscita del rispettivo motore elettrico 32a, 32b, 32c.

Preferibilmente, ciascun rocchetto 33a, 33b, 33c è accoppiato alla prima estremità di un rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c. In uso, come sarà più chiaro in seguito, ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c viene avvolto/svolto sul/dal rispettivo rocchetto 33a, 33b, 33c.

Come sopra accennato, il dispositivo 100 comprende almeno un sensore di flessione 21a, 21b, 21c. Preferibilmente, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c è associato ad una rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c, come mostrato in Figura 2.

Vantaggiosamente, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c si estende lungo la lunghezza di una rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c.

Preferibilmente, la lunghezza di ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c è tale che ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c si estende almeno fino all’articolazione dell’ultima falange del rispettivo dito della mano sulla quale è posizionato il dispositivo 100. Per esempio, la lunghezza del sensore di flessione 21b associato alla porzione operativa 20b che impegna l'indice della mano di un utente è pari almeno alla lunghezza delle prime due falangi dell’indice stesso Preferibilmente, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c è fissato ad almeno una rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c. Pertanto, in uso, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c è fissato ad almeno un rispettivo dito. Inoltre, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c è configurato per generare un segnale di flessione FSa, FSb, FSc contenente un valore dipendente dalla flessione del sensore stesso, ad esempio il valore di ciascun segnale è proporzionale a tale flessione.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c è accoppiato tramite la sua seconda estremità ad un rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c. Preferibilmente, ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c comprende un primo elemento di collegamento 25a, 25b, 25c, un secondo elemento di collegamento 26a, 26b, 26c ed un terzo elemento di collegamento 27a, 27b, 27c. Preferibilmente, il secondo elemento di collegamento 26a, 26b, 26c ed il terzo elemento di collegamento 27a, 27b, 27c mantengono il rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c vincolato al rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c, come mostrato nelle Figure 2 e 3.

In particolare, il primo elemento di collegamento 25a, 25b, 25c ed il secondo elemento di collegamento 26a, 26b, 26c permettono al rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c di scorrere – possono essere realizzati, ad esempio, come un anello o un cilindro cavo all’interno del quale il rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c può scorrere.

In particolare, il terzo elemento di collegamento 27a, 27b,27c è configurato per bloccare, presso una estremità del sensore di flessione 21a, 21b, 21c ad esso vincolato, la seconda estremità del rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c. In altre parole, con riferimento alla Figura 4 e considerando per motivi di chiarezza la sola porzione operativa 20b, il filo di contrasto 31b scorre attraverso il primo elemento di collegamento 25b e attraverso il secondo elemento di collegamento 26b. La seconda estremità del filo di contrasto 31b è bloccata al terzo elemento di collegamento 27b posizionato in una posizione che corrisponde all'ultima falange del dito associato con la porzione operativa 20b. Inoltre, Il terzo elemento di collegamento 27b è posizionato in corrispondenza di una estremità del sensore di flessione 21b, pertanto la seconda estremità del filo di contrasto 31b è bloccata al rispettivo sensore di flessione 21b.

Preferibilmente, ciascun secondo elemento di collegamento 26a, 26b, 26c e ciascun terzo elemento di collegamento 27a, 27b, 27c sono posizionati in corrispondenza dell’articolazione di un rispettivo dito.

Sempre con riferimento alle Figure 1 e 2, secondo forme di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo 100 per realtà virtuale comprende un accelerometro 40, preferibilmente posizionato sulla seconda superficie della base 10 del dispositivo 100.

L’accelerometro 40 è configurato per rilevare la posizione del dispositivo 100 così da renderla disponibile ad una unità di controllo 200. Preferibilmente, l’accelerometro 40 è un accelerometro a nove assi.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo 100 per realtà virtuale comprende una interfaccia di comunicazione 50. Preferibilmente, l’interfaccia di comunicazione 50 è posizionata sulla seconda superficie della base 10 del dispositivo 100.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione il dispositivo 100 per realtà virtuale è dotato di un alloggio per batteria. Preferibilmente, tale alloggio per batteria è posizionato sulla seconda superficie della base 10 del dispositivo 100. In particolare, l’alloggio è atto ad alloggiare una batteria che alimenta i vari componenti elettrici/elettronici del dispositivo 100; per esempio, la batteria alimenta: gli attuatori 30, i sensori di flessione 21 e l’interfaccia di comunicazione 50.

Come mostrato in Figura 5, l’interfaccia di comunicazione 50 è collegata in input e output ad una unità di controllo 200.

L’interfaccia di comunicazione 50 è configurata per ricevere ciascun segnale di flessione FSa, FSb, FSc generato da un rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c. Inoltre, l’interfaccia di comunicazione 50 è configurata per inviare agli almeno due attuatori 30a, 30b, 30c rispettivi segnali di comando CSa, CSb, CSc, generati in funzione di tali segnali di flessione FSa, FSb, FSc come sarà descritto in dettaglio nel seguito.

L’interfaccia di comunicazione 50 è preferibilmente collegata con l’accelerometro 40. L’interfaccia di comunicazione 50, in particolare, è configurata per ricevere un segnale di posizione PS emesso dall’accelerometro 40.

Preferibilmente, l’interfaccia di comunicazione 50 comprende un modulo wireless. Preferibilmente il modulo wireless è configurato per comunicare direttamente con l'unità di controllo 200.

Alternativamente, il modulo wireless è configurato per comunicare con un ricevitore atto ad essere connesso all'unità di controllo 200. La connessione tra il ricevitore e l'unità di controllo 200 può essere ottenuta in qualsiasi modo noto, ad esempio tramite connessione cablata o connessione wireless (es. wi-fi, Bluetooth, ecc.).

L'interfaccia di comunicazione 50 è configurata per inviare all'unità di controllo 200 i segnali di flessione FSa, FSb, FSc ed il segnale di posizione PS. Inoltre, l'interfaccia di comunicazione 50 è configurata per ricevere dall'unità di controllo 200 segnali di comando CSa, CSb, CSc, generati in funzione dei segnali di flessione FSa, FSb, FSc e/o del segnale di posizione PS.

Nel seguito verrà descritto, a titolo di esempio, il funzionamento di un dispositivo 100 per realtà virtuale, in cui il dispositivo 100 comprende tre porzioni operative 20a, 20b, 20c, ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c essendo associata ad un rispettivo attuatore 30a, 30b, 30c e ad un rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c collegati tra loro per mezzo di un rispettivo filo di contrasto 31a, 31b, 31c come descritto sopra.

Il dispositivo 100 per realtà virtuale secondo questa forma di realizzazione è dotato inoltre di elementi di fissaggio elastici forniti sulla base 10 e su ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c del dispositivo 100 come descritto sopra. In particolare, per mezzo di tali elementi di fissaggio elastici, il dispositivo 100 è posizionato sul dorso della mano di un utente e ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c impegna almeno un dito di una mano. Per esempio, una prima porzione operativa 20a è fissata al pollice, una seconda porzione operativa 20b è fissata all’indice ed una terza porzione operativa 20c è fissata alle restanti dita.

Nel seguito con “piegare” un sensore di flessione 21a, 31b, 31c si indicherà una flessione subita da un sensore di flessione 21a, 21b, 21c a causa del movimento di un dito.

Una volta associato il dispositivo 100 per realtà virtuale alla mano di un utente, l’utente, chiudendo le dita, piega i rispettivi sensori di flessione 21a, 21b, 21c. Come sopra anticipato, piegando ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c si ottiene un rispettivo valore del segnale di flessione FSa, FSb, FSc; (ad esempio, il valore del segnale di flessione FSa, FSb, FSc può essere proporzionale ad un angolo di flessione del sensore di flessione 21a, 21b, 21c). Il funzionamento di un sensore di flessione 21a, 21b, 21c è di per sé noto e pertanto non verrà descritto in ulteriore dettaglio.

Ciascun segnale di flessione FSa, FSb, FSc è ricevuto dall’interfaccia di comunicazione 50 e trasmesso all'unità di controllo 200, per esempio per mezzo del modulo wireless.

L'unità di controllo 200 è collegata con un elaboratore 300 compreso nel sistema per realtà virtuale VRS. In particolare, l'elaboratore 300 è configurato per simulare un ambiente virtuale e ricevere i segnali di flessione FSa, FSb, FSc e/o di posizione PS dall'unità di controllo 200 per creare un'immagine virtuale della mano dell'utente nell'ambiente virtuale.

Per esempio, l'elaboratore 300, per mezzo dei segnali di flessione FSa, FSb, FSc di ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c, può simulare il movimento delle dita associate al rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c in un ambiente virtuale. Analogamente, l'elaboratore 300, per mezzo del segnale di posizione PS, ricevuto dall'unità di controllo 200, può simulare il movimento della mano nello spazio (per esempio, traslazione e/o rotazione) in un ambiente virtuale.

L'elaboratore 300 permette all'utente di visualizzare una mano virtuale, per esempio il movimento in chiusura della mano può essere rappresentato graficamente e visualizzato dall'utente per mezzo di un dispositivo di visualizzazione VRD controllato dal summenzionato elaboratore 300.

L'elaboratore 300, sfruttando la posizione virtuale dell’almeno un dito della mano di un utente e la posizione della mano stessa, permette all'utente di interagire con un oggetto virtuale simulato all'interno dell'ambiente virtuale.

Per esempio, l'elaboratore 300, sulla base della posizione della mano e/o delle dita e della posizione simulata dell'oggetto virtuale, genera un segnale di confronto X.

Il segnale di confronto X è inviato all'unità di controllo 200 che genera i segnali di comando CSa, CSb, CSc atti a pilotare uno o più degli attuatori 30a, 30b, 30c facenti parte del dispositivo 100 per realtà virtuale in funzione del segnale di confronto X ricevuto.

In particolare, ciascun segnale di comando CSa, CSb, CSc ricevuto dal rispettivo attuatore 30a, 30b, 30c è atto a pilotare lo svolgimento o il riavvolgimento del rispettivo rocchetto 33a, 33b, 33c per mezzo del motore elettrico 32a, 32b, 32c ad esso associato regolando, di conseguenza, la tensione e/o la lunghezza di ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c.

Regolando la lunghezza di ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c è possibile limitare il movimento in flessione della porzione operativa 20a, 20b, 20c associata a tale filo di contrasto 31a, 31b, 31c, limitando pertanto il movimento dell’almeno un dito fissato a tale porzione operativa 20a, 20b, 20c come precedentemente descritto.

Regolando la tensione dei fili di contrasto 21a, 21b, 21c si aumenta la forza necessaria a flettere la porzione operativa 20a, 20b, 20c associata ad essi. In altre parole, l'unità di controllo 200 per mezzo dell’interfaccia di comunicazione 50 agisce sugli attuatori 30a, 30b, 30c limitando, in base al segnale di confronto X, i movimenti (e la forza necessaria a compierli) dell’almeno un dito fissato ad una rispettiva porzione operativa 20a, 20b, 20c.

Si consideri, a titolo esemplificativo, un contesto di realtà virtuale in cui l’utente afferra (nel mondo virtuale) un manico o un bastone simulato nel sistema per realtà virtuale VRS. L'elaboratore 300 confronta le posizioni della mano virtuale dell'utente e del bastone virtuale e permette al primo, secondo e terzo filo di contrasto 21a, 21b, 21c di scorrere fino a quando la chiusura della mano giunge al punto in cui deve essere simulata la presenza del manico/bastone, cioè la resistenza che il manico/bastone offre alla continuazione del movimento di chiusura della mano stessa. A questo punto, l'elaboratore 300 genera una notifica NS. L'unità di controllo 200, ricevuta la notifica NS, blocca gli attuatori 30a, 30b, 30c, inviando un segnale STOP che impedisce un ulteriore scorrimento dei fili di contrasto 21a, 21b, 21c dando quindi all’utente la sensazione della presenza dell’oggetto afferrato.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il dispositivo 100 per realtà virtuale alla prima accensione e/o quando non sono inviati né segnali di flessione né segnali di posizione per un intervallo di tempo impostato dall'utente, entra in una condizione di standby. Per esempio, l'intervallo di tempo è impostato come maggiore di 15 minuti.

Il dispositivo 100 in condizione di standby è configurato per mantenere ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c in una posizione di partenza.

Preferibilmente, la posizione di partenza può essere una posizione in cui ciascuna porzione operativa 20a, 20b, 20c è mantenuta in una condizione predeterminata, ad esempio sostanzialmente diritta. Ossia, in condizione di standby, il dispositivo 100 per realtà virtuale è configurato per riavvolgere ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c per mezzo del rispettivo attuatore 30a, 30b, 30c. Pertanto, dato che ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c è accoppiato tramite la sua seconda estremità ad un rispettivo sensore di flessione 21a, 21b, 21c, esso porta il sensore di flessione 21a, 21b, 21c in posizione di partenza.

Di conseguenza, ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c porta a sua volta la porzione operativa 20a, 20b, 20c alla quale è associato in posizione di partenza. Quando poi l’utente inizia a piegare almeno una delle porzioni operative 20a, 20b, 20c, l'unità di controllo 200 riceve un segnale di flessione iniziale e genera un segnale di comando CSa, CSb, CSc per ciascun attuatore 30a, 30b, 30c, atto a permettere uno svolgimento di ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c e non ostacolare la flessione in atto.

Preferibilmente, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, i fili di contrasto 31a, 31b e 31c sono dotati di un “gioco”, cioè di una minima possibilità di scorrere e/o deformarsi anche in posizione di partenza. In questo modo, in posizione di partenza (ossia, ad esempio, quando ciascun filo di contrasto 31a, 31b, 31c è completamente retratto), è possibile flettere ciascun sensore di flessione 21a, 21c, 21c in modo da generare un rispettivo segnale di flessione iniziale.

Preferibilmente, il valore del segnale di flessione iniziale è diverso dal valore del summenzionato segnale di flessione FSa, FSb, FSc generato da ciascun sensore di flessione 21a, 21b, 21c quando il dispositivo 100 è in posizione di partenza. Per esempio, il valore del segnale di flessione iniziale è maggiore del valore del segnale di flessione FSa, FSb, FSc generato quando il sensore di flessione 21a, 21b, 21c è diritto.

Preferibilmente, tale gioco è fornito ad almeno un filo di contrasto 31a, 31b, 31c. Preferibilmente, tale gioco è fornito almeno al filo di contrasto 31b associato alla porzione operativa 20b atta ad impegnare l’indice della mano dell’utente.

Tale “gioco” risulta utile quando l’utente inizia a flettere una o più delle porzioni operative 20a, 20b, 20c, poiché permette al dispositivo 100 per realtà virtuale di assecondare la flessione senza creare ostacoli o rallentamenti, dando quindi all’utente una sensazione reale sostanzialmente identica a quella della realtà virtuale in cui l’utente stesso si sta cimentando.

Secondo questa forma di realizzazione, quando il dispositivo 100 per realtà virtuale genera per mezzo di un sensore di flessione 21a, 21b, 21c un segnale di flessione FSa, FSb, FSc mentre è in standby e/o inattivo, l'unità di controllo 200 riceve per mezzo dell’interfaccia di comunicazione 50 il segnale di flessione iniziale. Pertanto, per mezzo di un primo movimento di almeno un dito della mano di un utente il dispositivo 100 per realtà virtuale può vantaggiosamente notificare al sistema per realtà virtuale VRS che l’utente è pronto, per esempio, ad interagire con l’ambiente simulato (per esempio, alla ricezione del segnale di flessione iniziale, l'unità di controllo 200 può inviare un avviso all'elaboratore 300).

Alla luce di quanto sopra, l'utente può interagire con un ambiente virtuale. Infatti, il sistema per realtà virtuale VRS per mezzo dell'elaboratore 300 simula un ambiente virtuale e lo mostra all'utente attraverso il dispositivo di visualizzazione VRD (per esempio, un visore). L'utente impegnando, come sopra descritto, il dispositivo 100 per realtà virtuale ad una mano, permette all'elaboratore 300 di simulare tale mano, ed i relativi movimenti, nell'ambiente virtuale.

L'elaboratore 300, utilizzando i valori dei segnali di flessione FSa, FSb, FSc e/o di posizione PS, permette alla mano virtuale - mostrata anch'essa dal dispositivo di visualizzazione VRD - di eseguire i movimenti di apertura/chiusura delle dita e/o di movimento nello spazio della mano virtuale in base ai movimenti della mano dell'utente associata al dispositivo 100.

Inoltre, l'elaboratore 300, agendo come sopra descritto, permette all'utente di interagire con l'ambiente virtuale attraverso il dispositivo 100 che viene pilotato in modo da far percepire all'utente la sensazione di aver afferrato un oggetto virtuale simulato nell'ambiente virtuale.

Inoltre, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo 100 quando è in uno stato di standby permette di notificare al sistema per realtà virtuale VRS che l'utente è pronto ad interagire con l'ambiente virtuale. L'utente può infatti inviare un segnale di flessione iniziale, come sopra descritto, permettendo al sistema per realtà virtuale di sbloccare ciascun attuatore per mezzo dell'unità di controllo 200.

L’invenzione consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto, il dispositivo 100 per realtà virtuale secondo le forme di realizzazione della presente invenzione è leggero, e non ingombrante.

Inoltre, l’invenzione permette di tracciare il movimento di chiusura delle dita di una mano associate ad una porzione operativa 20a, 20b, 20c.

Vantaggiosamente, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, è possibile notificare al sistema per realtà virtuale VRS, in modo semplice ed immediato, che l’utente è pronto ad interagire con l’ambiente simulato.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo (100) per realtà virtuale comprendente: - una base (10) atta ad essere posizionata sul dorso di una mano; - almeno due porzioni operative (20a, 20b, 20c) che si estendono da detta base (10) e atte ad impegnare almeno un dito di detta mano; - almeno due attuatori (30a, 30b, 30c) posizionati su detta base (10); ciascuna di dette almeno due porzioni operative (20a, 20b, 20c) comprendendo: - un sensore di flessione (21a, 21b, 21c) configurato per generare un rispettivo segnale di flessione (FSa, FSb, FSc); - un filo di contrasto (31a, 31b, 31c) disposto lungo detto sensore di flessione (21a, 21b, 21c), detto filo di contrasto (31a, 31b, 31c) presentando una prima estremità ed una seconda estremità, detta prima estremità di detto filo di contrasto (31a, 31b, 31c) essendo accoppiata ad un rispettivo di detti attuatori (30a, 30b, 30c), e detta seconda estremità di detto filo di contrasto (31a, 31b, 31c) essendo accoppiata a detto sensore di flessione (21a, 21b, 21c. - una interfaccia di comunicazione (50) collegata in input e output ad una unità di controllo (200) e configurata per: - ricevere detti segnali di flessione (FSa, FSb, FSc) generati da detti sensori di flessione (21a, 21b, 21c); - inviare a detti almeno due attuatori (30a, 30b, 30c) un segnale di comando (CSa, CSb, CSc) generato da detta unità di controllo (200) in funzione di detti segnali di flessione (FSa, FSb, FSc).
2. 2. Il dispositivo (100) per realtà virtuale secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo (100) per realtà virtuale comprende inoltre: ‐ un accelerometro (40) collegato a detta interfaccia di comunicazione (50), detto accelerometro (40) essendo preferibilmente un accelerometro a 9 assi.
3. 3. Il dispositivo (100) per realtà virtuale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta interfaccia di comunicazione (50) è collegata a detta unità di controllo (200) tramite tecnologia wireless.
4. 4. Il dispositivo (100) per realtà virtuale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui per detto dispositivo (100) è definita una posizione di partenza in cui ciascun attuatore (30a, 30b, 30c) è configurato per bloccare il rispettivo filo di contrasto (31a, 31b, 31c) bloccando detta porzione operativa (20a, 20b, 20c) associata a detto rispettivo filo di contrasto (31a, 31b, 31c).
5. 5. Il dispositivo (100) per realtà virtuale secondo la rivendicazione 4 in cui, detto dispositivo (100) in detta posizione di partenza è configurato per inviare un segnale di flessione iniziale all'unità di controllo (200) e ricevere da detta unità di controllo (200) segnali di comando (CSa, CSb, CSc) atti a sbloccare detti attuatori (30a, 30b, 30c).
6. 6. Un sistema per realtà virtuale (VRS) comprendente: ‐ un elaboratore (300) configurato per generare un ambiente virtuale; ‐ Il dispositivo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; ‐ l'unità di controllo (200) collegata con detto dispositivo (100) per mezzo di detta interfaccia di comunicazione (50) e con detto elaboratore (300); e ‐ un dispositivo di visualizzazione (VRD), atto a visualizzare l’ambiente virtuale generato da detto elaboratore (300).
7. 7. Il sistema per realtà virtuale (VRS) secondo la rivendicazione precedente in cui detta unità di controllo (200) genera un segnale di comando (CSa, CSb, CSc) in funzione di detti segnali di flessione (FSa, FSb, FSc) e/o di detti segnali di posizione (PSa, PSb, PSc) e di detto ambiente virtuale.
8. 8. Il sistema per realtà virtuale (VRS) secondo la rivendicazione 6 o 7 in cui detta unità di controllo (200) è configurata per: - inviare un segnale di comando atto a pilotare ciascun attuatore (30a, 30b, 30c) in modo tale da portare in posizione di partenza ciascuna porzione operativa; e - bloccare ciascun attuatore (30a, 30b, 30c) di detto dispositivo (100) in detta posizione di partenza quando il dispositivo (100) è in una condizione di standby.
9. 9. Il sistema per realtà virtuale (VRS) secondo la rivendicazione precedente in cui detta unità di controllo (200) è configurata per inviare un primo segnale di sblocco atto a sbloccare gli attuatori (30a, 30b, 30c) alla ricezione di un segnale di flessione iniziale da almeno un sensore di flessione (21a, 21b, 21c) di detto dispositivo (100).
10. 10. Il sistema per realtà virtuale (VRS) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9 in cui: - detto elaboratore (300) è configurato per simulare un oggetto virtuale in detto ambiente virtuale; - detto elaboratore (300) è configurato per: ● ricevere detti segnali di flessione e/o detti segnali di posizione da detta unità di controllo (200); ● generare una mano virtuale in funzione di detti segnali di flessione (FSa, FSb, FSc) e/o di detti segnali di posizione (PS); ● confrontare le coordinate di detto oggetto virtuale con le coordinale di detta mano virtuale; ● generare un segnale di confronto (X) in funzione di detto confronto; - detta unità di controllo (200) è configurata per: ● ricevere detto segnale di confronto (X); ● generare un segnale di comando (CSa, CSb, CSc) atto a pilotare ciascun attuatore (30a, 30b, 30c) per condizionare il movimento di ciascuna porzione operativa (20a, 20b, 20c) in funzione di detto segnale di confronto (X).
11. 11. Il sistema per realtà virtuale (VRS) secondo la rivendicazione precedente in cui: - detto elaboratore (300) è configurato per: ● identificare, in detto ambiente virtuale, una situazione di presa, in cui detta mano virtuale ha afferrato detto oggetto virtuale, e ● generare un segnale di notifica (NS) corrispondente a detta situazione di presa; - detta unità di controllo (200) è configurata per: ● ricevere detto segnale di notifica (NS); ● inviare a uno o più di detti attuatori (30a, 30b, 30c) un rispettivo segnale di presa (Stop) per fermare detti attuatori (30a, 30b, 30c).