AcoustoBots: A swarm of robots for acoustophoretic multimodal interactions

要約

音響恐怖症により、浮揚、体積ディスプレイ、中空の触覚フィードバック、方向サウンド生成などの新しい相互作用能力が、新しい形態のマルチモーダル相互作用を開くことができます。
ただし、単数の静的ユニットとしての従来の実装により、ダイナミックレンジとアプリケーションの汎用性が制限されます。
このペーパーでは、Acoustobotsを紹介します。これは、Acoustophoresisの新規収束であり、可動で再構成可能な段階的なトランスデューサの配列を使用して、アプリケーションの汎用性を高めます。
複数のモバイル音響障害ユニットの利点を活用するために、ロボットの群れに一連のトランスデューサーを取り付けます。
これにより、より柔軟でインタラクティブなプラットフォームが提供され、音響恐怖症のマルチモーダル相互作用の群れが可能になります。
私たちの新しいAcoustobotsのデザインには、音響恐怖症のマルチモーダル相互作用の群れで高い柔軟性を実現するために、マウントされたフェーズ化されたトランスデューサーの方向を制御するヒンジ作動システムが含まれています。
さらに、粒子をトラップ場所に供給できるビーズディスペンサーボットを設計しました。
これらの属性により、アコーストボットはモダリティ間の共通の原因と交換のために独立して機能し、拡張された相互作用領域でのユーザーとの新しい増強（例えば、ハプティックス、オーディオ、および浮上の群れ）と両側の相互作用を可能にします。
設計上の考慮事項、課題、および方法論的アプローチを詳しく説明し、分散設定で音響恐怖症の中心制御を拡張します。
この作業は、2つのモバイルロボットを備えたスケーラブルな音響制御フレームワークを示しており、より大きなロボット群での将来の展開の基礎を築きます。
最後に、Acoustobotsのパフォーマンスを特徴付け、有効にできる潜在的なインタラクティブなシナリオを探ります。

要約(オリジナル)

Acoustophoresis has enabled novel interaction capabilities, such as levitation, volumetric displays, mid-air haptic feedback, and directional sound generation, to open new forms of multimodal interactions. However, its traditional implementation as a singular static unit limits its dynamic range and application versatility. This paper introduces AcoustoBots – a novel convergence of acoustophoresis with a movable and reconfigurable phased array of transducers for enhanced application versatility. We mount a phased array of transducers on a swarm of robots to harness the benefits of multiple mobile acoustophoretic units. This offers a more flexible and interactive platform that enables a swarm of acoustophoretic multimodal interactions. Our novel AcoustoBots design includes a hinge actuation system that controls the orientation of the mounted phased array of transducers to achieve high flexibility in a swarm of acoustophoretic multimodal interactions. In addition, we designed a BeadDispenserBot that can deliver particles to trapping locations, which automates the acoustic levitation interaction. These attributes allow AcoustoBots to independently work for a common cause and interchange between modalities, allowing for novel augmentations (e.g., a swarm of haptics, audio, and levitation) and bilateral interactions with users in an expanded interaction area. We detail our design considerations, challenges, and methodological approach to extend acoustophoretic central control in distributed settings. This work demonstrates a scalable acoustic control framework with two mobile robots, laying the groundwork for future deployment in larger robotic swarms. Finally, we characterize the performance of our AcoustoBots and explore the potential interactive scenarios they can enable.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google