Den Tastsinn über das Internet übertragen: Neuer Standard HCTI

25.06.2024

Die Technische Universität München (TUM) hat in Zusammenarbeit mit einem internationalen Konsortium nach acht Jahren Arbeit den Standard "Haptic Codecs for the Tactile Internet" (HCTI) veröffentlicht. Dieser Standard ermöglicht die Übertragung des Tastsinns über das Internet, ähnlich wie JPEG für Bilder oder MP3 für Audio.

HCTI könnte die Interaktion zwischen Mensch und Maschine revolutionieren und neue Maßstäbe in der haptischen Kommunikation setzen.

Bild: Forscherin, die das haptische Feedback an einem Roboterarm testet. Im Hintergrund Rechner und ein weiterer Student

Die Forschenden um TUM-Professor Eckehard Steinbach testen das taktile Internet.

Produkte und Aussteller zum Thema

Aussteller und Produkte zu diesem Thema finden Sie in der Datenbank der MEDICA:

Weitere spannende Beiträge zum Thema aus der MEDICA.de-Redaktion:

Der HCTI-Standard wurde von einer Arbeitsgruppe der IEEE Standardization Association entwickelt. Forschende vom Imperial College London, der New York University Abu Dhabi, der Dalian University und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiteten gemeinsam daran. "Der neue Codec ist so etwas wie JPEG oder MPEG, nur für die Haptik", erläutert Prof. Steinbach, Leiter des Lehrstuhls für Medientechnik der TUM, der die Standardisierungsgruppe die letzten acht Jahren geleitet hat.

Vergleich zur herkömmlichen Dateiübertragung

Wenn Audio- oder Videodateien über das Internet geschickt werden, wird alle 20 Millisekunden ein Datenpaket geschnürt, aus dem die für das menschliche Sehen und Hören irrelevanten Informationen herausgefiltert wurden, um die Datenmenge zu reduzieren. Informationen werden dabei in eine Richtung zur Empfängerin oder dem Empfänger gesendet. Bei der Übertragung von haptischen Informationen spielen jedoch Sendende und Empfangende gleichermaßen eine Rolle.

Soll etwa ein Roboterarm aus der Ferne bewegt werden, gibt die oder der Nutzende das durch Bewegung vor. Greift die Hand am Roboterarm einen Tennisball, spürt die Nutzerin oder der Nutzer dies aus der Ferne. Informationen müssen in beide Richtungen fließen. Es entsteht ein globaler Regelkreis, in dem sich die Kommandos zum Roboter und das haptische Feedback gegenseitig beeinflussen. Die Übertragung der haptischen Information muss idealerweise innerhalb einer Millisekunde erfolgen.

Funktionsweise und Anwendungen von HCTI

Datenübertragung:

HCTI ermöglicht den Austausch von bis zu 4.000 Datenpaketen pro Sekunde, um eine realistische Teleoperation zu gewährleisten. Dies sichert eine stabile und wirklichkeitsnahe Übertragung selbst bei Paketverlusten.
In Zukunft soll die Taktung auf 100 Datenpakete pro Sekunde reduziert werden. "Das ist nahe an der Wahrnehmungsschwelle des Menschen", sagt Steinbach. Außerdem reduziert eine geringere Taktung die Netzwerklast und spart Ressourcen, ohne dabei die Qualität der haptischen Rückmeldung zu beeinträchtigen.

Anwendungen in der Medizin:

Telechirurgie: Medizinisches Fachpersonal kann aus der Ferne operieren und dabei das gleiche haptische Feedback erhalten wie vor Ort. Dies könnte insbesondere in abgelegenen oder Krisengebieten lebensrettend sein.
Einsatz im Rettungswagen: Durch die Übertragung von haptischen Informationen können Rettungskräfte vor Ort komplexe Untersuchungen wie Ultraschall durchführen und dabei Feedback aus der Ferne erhalten.

Neben diesen medizinischen Anwendungen bietet der Standard auch Potenzial für Bereiche wie Teledriving, Gaming und Online-Shopping.

MEDICA.de; Quelle: Technische Universität München (TUM)

Mehr über die TUM unter: www.tum.de