Ono što su JPEG, MP3 i MPEG za slike, audio i video, haptički kodeci su za prenošenje čula dodira putem interneta.
Nakon osam godina rada na standardizaciji pod vođstvom konzorcijuma Tehničkog univerziteta u Minhenu (TUM), prvi put je objavljen standard za kompresiju i prenos čula dodira pod nazivom „Haptički kodeci za taktilni internet“ (HCTI). Postavlja osnovu za teleoperaciju, tele-vožnju i nova iskustva igranja na mreži.
Kada se audio ili video datoteke šalju preko interneta, proces je iz današnje perspektive prilično jednostavan: svakih 20 milisekundi se sastavlja paket podataka iz kojeg se već filtriraju informacije koje su nebitne za ljudski vid i sluh. Ovo smanjuje količinu podataka. Informacije se šalju samo u jednom pravcu, primaocu.
Prilikom prenosa haptičke informacije, i pošiljalac i primalac imaju jednaku ulogu. Da bi, na primer, daljinski promenio položaj ruke robota, korisnik pokazuje ovu nameru pomeranjem. Ako ruka na ruci robota uhvati tenisku lopticu, korisnik to oseća iz daljine. Informacije moraju da teku u oba smera.
Kreira se globalna kontrolna petlja, sa komandama robotu u udaljenom okruženju i povratnim informacijama koje se šalju nazad do korisnika i utiču jedna na drugu. U idealnom slučaju, haptičke informacije sada moraju biti prenete u milisekundi, brzinom koja se obično koristi u fizičkim interakcijama sa robotima.
Da bi se smanjila količina podataka koji se šalju, programi poznati kao kodeci kodiraju i dekodiraju podatke za prenos. Ovo omogućava efikasan prenos podataka. „IEEE standard 1918.1.1, nedavno objavljen po prvi put, definiše kodek kao standard za taktilni prenos podataka“, objašnjava prof. Ekehard Štajnbah, šef katedre za medijsku tehnologiju na TUM-u.
On beleži osećaje za pokrete, odnosno položaj udova i sile koje deluju na njih, kao i za osetljivost kože, da bi se omogućilo da se oseti papir ili metal, na primer. Ova dva haptička kodeka su dopunjena standardizovanim protokolom za razmenu svojstava uređaja, poznatim kao rukovanje, prilikom uspostavljanja veze.
Za razliku od standarda za kompresiju slike, zvuka i videa, ranije je bila uobičajena praksa slati pakete podataka u oba smera do 4.000 puta u sekundi za prenos taktilnih informacija.
„Ovo postavlja veoma visoke zahteve za komunikacionu mrežu koja prenosi pakete podataka“, objašnjava Štajnbah. Prednost visoke brzine takta je u tome što je teleoperacija realistična i što je prenos veoma robustan, čak i ako se pojedinačni paketi podataka izgube. Ipak, istraživači žele da smanje takt na oko 100 puta u sekundi. „To je blizu praga ljudske percepcije“, kaže Štajnbah.
2014. godine pokrenuta je radna grupa u okviru Udruženja za standardizaciju IEEE sa istraživačima sa Imperijal koledža u Londonu, Njujork univerziteta u Abu Dabiju (NIU Abu Dhabi), Univerziteta Dalian u Kini i Nemačkog vazdušno-kosmičkog centra (DLR), između ostalih, u okviru rukovodstvo konzorcijuma TUM-a. Cilj je bio da se razvije standard za haptičku komunikaciju.
„Novi kodek je nešto poput JPEG ili MPEG, samo za haptike“, objašnjava prof. Štajnbah, koji je vodio grupu za standardizaciju poslednjih osam godina.
Za novi standard kompresije, nazvan HCTI, istraživači su optimizovali i kontrolnu petlju između pošiljaoca i primaoca i kompresiju podataka. Ključna karakteristika: čak i ako se paketi podataka šalju na velike udaljenosti, to ne bi trebalo da bude primetno na drugom kraju linije.
„Integrisana kontrola ima stabilizujući efekat. Sile koje deluje udaljeni robot, na primer, su blago prigušene. Tvrde površine su mekše“, kaže Štajnbah, opisujući sada standardizovano rešenje, u kome su prof. Sandra Hirče i prof. Martin Bus iz TUM-a su takođe bili uključeni.
