TARIFNAME ARAÇTAN BAGIMSIZ HAPTIK ARAYÜZÜ TEKNIK ALAN Bulus konusu sistem tercih edilen araçlardan bagimsiz bir haptik sistemdir. Buna göre araç kullanimi simüle edilmesi sorununa etkin bir çözüm sunmaktadir. Buna haptik sistemlerin göre seçilen aracin ne oldugundan bagimsiz çalisabilme sorununa bir çözüm önermektedir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Haptik sistemlerde kullaniciya kuvvet algisi, haptik yapisina bagli sabit veya ilgili senaryo egitimine baslamadan önce degistirilerek verilmektedir. Önerilen yöntem ile ilgili egitim esnasinda kullanici kendi araçlarini (örnegin nester, bisturi vb.) kullanarak devam edebilmektedir. Dahasi, bulus konusu sistemde haptik sisteminin ucu, hareket halindeki aracin senaryo modeli (sanal obje) ile temas etmesi halinde, araç ve haptik ucu birlesmekte ve senaryoya uygun bir sekilde kullaniciya kuvvet algisi verilmektedir. Kullanici kendi araçlarini kullandigindan daha gerçekçi bir haptik sistemi ile egitim verilebilmektedir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU Haptik sistemler konusu teknigin bilinen durumunda hizli ilerleyen alanlardan biri oldugundan birçok gelismeye tanik olmaktadir. Bunlardan bazilari söyledir; bahsedilmekte ise de, gerek haptik yapisinin kullanilmamis olmasi, gerek sanal yüzey olusturma isleminin yapilmamasi, gerekse kullanicinin kendi aracini kullanma sansi olmamasi dolayisiyla yakin olarak degerlendirilmemistir. haptik sistemi verili bir araç ile verili bir küre Üzerinde çalismaya olanak tanimaktadir. Gerek sanal yüzey olusturma isleminin yapilmamasi, gerekse kullanicinin kendi aracini kullanma sansi olmamasi dolayisiyla yakin olarak degerlendirilmemistir. U88716973 numarali ABD patentinde ise verili bir bilgisayar üzerinde çalisan bagli bir koldan söz edilmektedir. Fakat böylesi bir sistem de kullanicinin normalde kullanmakta oldugu aracin kullanilmasinin sagladigi teknik faydayi saglamaktan uzaktir. Dahasi, bu araç boslukta kullanilmadigindan, gerçekçilik hissi saglanamaz. En azindan bu bakimlardan bulus konusu sistem ile benzer olarak degerlendirilmemistir. CN206322123 numarali Çin faydali model dökümaninda ise, sekli belli bir giris cihazindan söz edilmektedir. Bu çogu zaman kullanici cihazi ile ayni olmadigindan, bulus konusu sistemin sagladigi teknik faydayi saglamamakta, dolayisiyla benzer olarak degerlendirilmemektedir. Benzer diger sistemlerde de sanal bir nesne üretimi ve kullanicinin kendi cihazi ile yaptigi bir islem dizisinden söz edilmediginden, benzer olarak degerlendirilen bir döküman bulunamamistir. BULUSUN AYRINTILI AÇIKLAMASI Mevcut haptik destekli simülasyon ortamlarinda, kullanicinin haptik fiziksel arayüzü ile direk temasi bulunmaktadir. Simülasyonun gerçekçiligini ve egitimin kalitesini düsüren bu durumdan, kullanicilar genel olarak hosnut degillerdir. Bulus konusu ürünün haptik ara yüzünün ise kullanici ile direk bir fiziksel ara yüzü bulunmamaktadir. Kullanicinin istedigi herhangi bir araç ile kuvvet algisi olusturulacaktir. Kullanicinin elindeki aracin kamera lokalizasyonu ile konumu tespit edilecek ve haptik sisteminin ucu (end effector) tespit edilen konumu gerçek zamanli olarak takip edecektir. Böylece kullaniciya kendi araçlari kullanilarak, gerçekçi bir kuvvet algisi olusturulacaktir. Bunun yaninda dokunsal algiyi saglikli bir biçimde yaratmak için, yüksek dogrulukta haptik teknolojilerin kullanimi zorunlu hale gelmistir. Yüksek gerçeklik seviyesinde bir ortam olusturmak için gerçek ve sanal nesnelerin ayni anda etkilesime geçmesi gerektiginden, gerçek nesneler ile olusturulan simülasyon ortaminda etkilesime geçebilecegi bir yenilikçi bir tasarima sahip bir simülasyon ortami olusturulmaktadir. Teknigin bilinen durumunda artirilmis gerçekligin eksik kalan kismi olan kuvvet hissiyatinin kullaniciya verilmesidir. Yani da gerçek ortamin fiziksel olarak da simüle edilmesi kullanici açisindan büyük önem arz etmektedir. Kisinin hem gerçek ortami görsel olarak yasamasi hem de gerçek fiziksel dokunma hissiyatini beraber yasayarak tamamlanmis simülasyon ortaminin yaratilmasi esas alinmistir. Bulus konusu sistem birden fazla faydayi ayni anda saglar. Bunlar söyle siralanabilir; olusturulan sanal senaryo ile etkilesime geçilmesini saglamak. Böylece egitimin dogrulugunu ve kalitesini arttirmak, simülasyon ortami saglamak, olusturulmasi, çalisiyor hissi vermesi, Rijit ve Deforme olabilen nesneler ile etkilesimli modelin gelistirilmesi, simülasyon ortami olusturulmasi, Bütün bunlari saglamak için bulus konusu sistem üç ana unsurdan olusur. Bu unsurlar Araç kutusu (101), Araç takip modeli (102) ve haptik (103) bulus konusu sistemin esas unsurlaridir. Her ne kadar bu unsurlarin dogru ve etkin bir biçimde çalismasini temin etmek üzere diger elemanlar olsa da, bulusun hizli, güvenilir ve gerçek hislerle çalismasinin ardinda bu yalin tasarim yatmaktadir. Buna göre araç kutusu (101) kullanici tarafindan simüle edilerek senaryoda kullanilacak olan araçlarin uç kisimlarinin modifiye edilmesi ile olusturulmaktadir. Bu sayede bir araç kütüphanesi olusturulmakta ve kullanici tarafindan kullanilacak cihazlarin otomatik olarak taninmasi saglanmaktadir. Araç takip modeli (102) ise araçlarin bir haptik sisteminin referans eksenine göre alti serbestlik derecesinde gerçek zamanli olarak ölçülmesi ile olusturulan modeldir. Buna göre bu ölçüm donanim ve yazilim birimlerini içermekte, ölçüm sonuçlari periyodik olarak sunucuya aktarilir. Haptik ise kullaniciya uygun kuvvet hissini verecek sistemdir. Buna göre araç ucu sanal obje sinirlarina girdigi anda haptik ile birleserek kullaniciya senaryoya uygun kuvvet hissiyatini veren bilesendir. Haptik (103) unsurunun ana bilesenleri ise paralel manipülatör, tork/kuvvet sensörü ve tutucu mekanizmadir. Bulus konusu sistem bir araç takip sistemi ile aracin (100) konumunu 6 serbestlik derecesinde sürekli olarak izler. Bu araç takip sistemi (104) örnegin bir stereo kamera olabilecegi gibi, farkli açilarla yerlestirilmis en az iki kamerali bir düzenek de olabilir. Buradan aldigi konum verisini sunucuya gönderir. Sunucu (105), üzerinde daha önceden olusturulmus senaryo ile bu aracin (100) konumu haptik (103) üzerine gönderilir ve kullanicinin tuttugu araca (100) dogrudan kuvvet hissiyatinin uygulanmasini saglar. Bunu yaparken araç takip modelinden (102) faydalanir ve böylelikle araçtan bagimsiz bir tepki üretmis olur. Bunu yaparken bulus konusu sistem haptik (103) destekli arttirilmis gerçeklik simülasyon ortaminda çalisma prensibi asagidaki basamaklari takip eder; Kullanicinin kullanmak istedigi önceden modifikasyonu yapilmis araci (100) kullanarak görsel model ile etkilesime girmek için yaklasir. Aracin (100) konum bilgileri (pozisyon ve rotasyon) araç takip sistemi [102] tarafindan sunucuya (105) aktarilir. Sunucu üzerinde simülasyon yazilimi (106) ile islenir. Simülasyon yazilimina [106] aktarilan bilgiler haptik'e (103) aktarilir. haptik üzerinde 103 iç çevrim, dis çevrim modelleri ve tutma mekanizmasindan olusmaktadir. Dis çevrim kuvveti uygulanmak istenilen kuvvet hissiyatinin hesaplanmasinda görev almaktadir. Iç çevrim ise hesaplanan bu kuvvetin gerçeklenmesinden sorumludur. Tutma mekanizmasi ise araç görsel modelin sinirina geldigi zaman birlesmeyi saglayacaktir. Iç çevrim modeli kuvvet/tork sensörü ve hareket sistemini içermektedir. Araç kutusu (101) ile tutma mekanizmasi birlestigi andan itibaren kullanicinin uyguladigi kuvvet ve tork degerlerini ölçümler. Hareket sistem ise bir paralel manipülatördür. Iç çevrim modelinin ürettigi geri bildirim referansini izleyerek kullaniciya kuvvet hissiyati vermektedir. Hareket sistemi ayni zamanda araç takip sisteminin [104] bilgilerini kullanarak görsel model disina çikmadan araçlari (100) takip etmektedir. Böylelikle mekanik sistem ile kullanici etkilesimde, mekanik sistemin üzeri artirilmis gerçeklik gözlükleriyle sentetik objeler ile kaplanmaktadir. Bu sayede kullanici gözlükle baktigi zaman, mekanik sistemi degil, simüle edilen ortami görecektir. Haptik sistem ise kuvvet hissiyati uygulayarak gerçek dünyada 0 nesneye dokundugu hissiyatini verecek biçimde tasarlanmaktadir. Tarifname ekinde verilen çizimlerin açiklamalari söyledir; Çizim 1, bulus konusu ürünün çalisma prensibini göstermektedir. Tarifname ekinde verilen çizimlerde kullanilan referans isaretlerinin açiklamalari ise söyledir; 100- Araç 101- Araç kutusu: 102- Araç takip sistemi 103- Haptik 104- Araç takip sistemi 105- Sunucu 106- Simülasyon yazilimi TR TR