Haptography: Digitizing our sense of touch - Katherine Kuchenbecker

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Morton Bast

Translator: Lam Nguyen Reviewer: Le Linh

I'm a mechanical engineering professor

Tôi là giảng viên dạy Cơ khí

at the University of Pennsylvania,

tại Đại học Pennsylvania,

and my favorite hobby is photography.

sở thích của tôi là nhiếp ảnh.

And as I travel around the world,

Khi đi du lịch vòng quanh thế giới,

I love taking photographs like these,

tôi thích chụp những bức ảnh như thế này,

so I can remember all the beautiful and interesting things

chúng giúp tôi ghi nhớ mọi điều đẹp đẽ và thú vị

that I've seen.

mà tôi đã gặp.

But what I can't do is record and share

Nhưng điều tôi không thể làm là lưu lại và chia sẻ

how these objects feel to touch.

cái cảm giác khi chạm vào những thứ đó.

And that's kind of surprising,

Cảm giác đó rât tuyệt vời,

because your sense of touch is really important.

vì xúc giác rất quan trọng đối với bạn.

It's involved in every physical interaction you do every day,

Nó có mặt trong mọi tương tác vật lý diễn ra hằng ngày,

every manipulation task, anything you do in the world.

mọi hành động, mọi điều bạn làm trong cuộc sống.

So the sense of touch is actually pretty interesting.

Việc nghiên cứu xúc giác thực sự rất thú vị.

It has two main components.

Xúc giác được chia làm hai dạng.

The first is tactile sensations,

Loại thứ nhất là Cảm giác tiếp xúc,

things you feel in your skin.

thứ bạn cảm thấy trên da của mình.

And the second is kinesthetic sensations.

Loại thứ hai là Cảm giác vận động.

This has to do with the position of your body and how it's moving,

Chúng liên quan đến tư thế và chuyển động của cơ thể,

and the forces you encounter.

và các lực tác động tới bạn.

And you're really good at incorporating

Việc bạn kết hợp tốt

both of these types of sensations together

cả hai loại cảm giác này

to understand the physical interactions you have with the world

giúp bạn nhận thức các tương tác vật lý xảy ra với mình

and understand as you touch a surface:

và nhận biết khi chạm vào một vật:

is it a rock, is it a cat, is it a bunny, what is it?

đó là viên đá, con mèo, con thỏ, hay thứ gì khác?

And so, as an engineer,

Với tư cách một kỹ sư,

I'm really fascinated

Tôi thực sự hứng thú

and I have a lot of respect for how good people are with their hands.

và rất khâm phục sự linh hoạt của đôi tay loài người.

And I'm intrigued and curious

Và tôi thực sự tò mò

about whether we could make technology better

về cách ta có thể cải tiến công nghệ

by doing a better job at leveraging

để tận dụng tối đa

the human capability with the sense of touch.

khả năng của con người với xúc giác của mình.

Could I improve the interfaces to computers and machines

Liệu tôi có thể cải tiến giao diện làm việc của máy móc

by letting you take advantage of your hands?

để giúp các bạn tận dụng xúc giác của mình không?

And indeed, I think we can,

Điều đó hoàn toàn khả thi,

and that's at the core of a field called haptics,

và đó chính là trọng tâm của môn khoa học về xúc giác,

and this is the area that I work in.

lĩnh vực tôi đang nghiên cứu.

It's all about interactive touch technology.

Chúng liên quan đến công nghệ tương tác qua xúc giác.

And the way it works is,

Cách nó hoạt động là,

as you move your body through the world,

khi bạn chuyển động thân thể trong không gian,

if, as an engineer, I can make a system that can measure that motion,

là một kỹ sư, tôi có thể tạo ra hệ thống đo đạc các chuyển động đó,

and then present to you sensations over time

và kích thích xúc giác của bạn,

that kind of make sense,

chúng rất giống thật,

that match up with what you might feel in the real world,

giống hệt những gì bạn cảm nhận trên thực tế.

I can fool you into thinking you're touching something

Tôi có thể làm bạn có cảm giác như đang chạm vào thứ gì đó

even though there's nothing there.

thậm chí cả khi chẳng có gì ở đó cả.

So here are three examples

Sau đây là ba ví dụ

and these are all done from research in my lab at Penn.

được thực hiện tại phòng nghiên cứu của tôi ở Pennsylvania.

The first one is all about that same problem that I was showing you:

Điều đầu tiên liên quan tới vấn đề tôi đã đề cập ở trên,

how can we capture how objects feel

về cách ta cảm nhận khi chạm vào đồ vật

and recreate those experiences?

và ghi nhớ những cảm giác đó.

So the way we solve this problem

Phương pháp tôi giải quyết bài toán này

is by creating a hand-held tool

là tạo ra một vật dụng cầm tay

that has many different sensors inside.

chứa rất nhiều cảm biến:

It has a force sensor, so we can tell how hard you're pushing;

một cảm biến lực giúp chúng tôi đo cường độ của tác động;

it has motion tracking, so we can tell exactly where you've moved it;

một cảm biến chuyển động giúp tái tạo đúng cách bạn di chuyển nó;

and it has a vibration sensor, an accelerometer, inside,

một cảm biến rung và một gia tốc kế

that detects the shaking back and forth of the tool

phát hiện sự thay đổi quỹ đạo của dụng cụ trên tay bạn,

that lets you know that's a piece of canvas

điều đó giúp bạn biết đó là miếng vải bạt

and not a piece of silk or something else.

mà không phải miếng lụa hoặc thứ gì khác.

Then we take the data we record from these interactions.

Số liệu có từ các tương tác đó sẽ được ghi lại.

Here's ten seconds of data.

Đây là mười giây số liệu.

You can see how the vibrations get larger and smaller,

Bạn có thể thấy các rung động thay đổi liên tục

depending on how you move.

tuỳ theo sự di chuyển của bạn.

And we make a mathematical model of those relationships

Sau đó chúng tôi kết hợp chúng và tạo ra mô hình toán học

and program them into a tablet computer

và lập trình chúng vào một chiếc máy tính bảng,

so that when you take the stylus

vậy nên khi bạn dùng chiếc bút đó

and go and touch the screen,

chạm vào màn hình,

that voice-coil actuator in the white bracket

một động cơ dây được chứa trong chiếc hộp màu trắng đó

plays vibrations to give you the illusion

sẽ tạo ra các rung động khiến bạn có cảm giác

that you're touching the real surface,

như bạn đang chạm vào một vật thật,

just like if you touched, dragged back and forth, on the real canvas.

hệt như bạn đang chạm hay xoay bút quanh một tấm vải bạt.

We can create very compelling illusions.

Chúng tôi tạo được các chuyển động phức tạp.

We can do this for all kinds of surfaces and it's really a lot of fun.

Chúng tôi làm được điều đó trên mọi chất liệu và chúng rất thú vị.

We call it haptography -- haptic photography.

Chúng tôi gọi nó là Ngành khoa học về mô phỏng xúc giác.

And I think it has potential benefits in all sorts of areas

Tôi nghĩ nó sẽ được ứng dụng trong nhiều mặt

like online shopping, maybe interactive museum exhibits,

như mua sắm trên mạng, hoặc việc tham quan bảo tàng ảo,

where you're not supposed to touch the precious artifacts,

thường bạn sẽ không được chạm vào hiện vật trong bảo tàng,

but you always want to.

nhưng vẫn muốn làm điều đó.

The second example I want to tell you about comes from a collaboration I have

Ví dụ thứ hai, tôi muốn nói về sự hợp tác của mình

with Dr. Margrit Maggio at the Penn Dental School.

với Tiến sĩ Margrit Maggio ở Học viện Nha khoa Penn.

Part of her job is to teach dental students

Một phần công việc của cô là đào tạo nha sĩ

how to tell where in a patient's mouth there are cavities.

về cách phát hiện vị trí ổ sâu răng của bệnh nhân.

Of course they look at X-rays,

Họ chắc chắn sẽ dùng tia X,

but a large part of this clinical judgment comes from what they feel

nhưng phần lớn chẩn đoán của họ chỉ dựa vào cảm giác

when they touch your teeth with a dental explorer.

khi họ dùng dụng cụ để khám trực tiếp răng bạn.

You've all had this happen, they go across.

Họ khám rất kỹ răng bạn.

What they're feeling for is if the tooth is really hard, then it's healthy,

Nếu họ thấy chiếc răng đó thực sự chắc, tức nó không có vấn đề gì;

but if it's kind of soft and sticky,

nhưng nếu nó hơi mềm và dính,

that's a signal that the enamel is starting to decay.

đó sẽ là dấu hiệu của men răng đang phân huỷ.

These types of judgments are hard for a new dental student to make,

Các nha sĩ mới vào nghề sẽ rất khó làm những chẩn đoán kiểu đó

because they haven't touched a lot of teeth yet.

vì họ chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế.

And you want them to learn this before they start practicing

Và bạn muốn họ học được điều đó trước khi họ thực hành

on real human patients.

trên các bệnh nhân thật.

So what we do is add an accelerometer on to the dental explorer,

Vậy nên chúng tôi đã lắp một gia tốc kế vào chiếc máy khám răng,

and then we record what Dr. Maggio feels

và ghi lại cảm giác của Tiến sĩ Maggio

as she touches different extracted teeth.

khi cô ấy chạm các loại răng khác nhau.

And we can play it back for you as a video

Và chúng được phát lại dưới dạng một video

with a touch track --

kèm theo kênh xúc giác nữa,

not just a sound track, but also a touch track,

bạn được cảm nhận bằng cả thính giác lẫn xúc giác.

that you can feel by holding that repeating tool.

tạo ra cảm giác như thật nhờ bộ phận giả lập đó.

You feel the same things the dentist felt when they did the recording,

Bạn có cảm giác y hệt như các nha sĩ khi họ thực hành

and practice making judgments.

và tập chẩn đoán.

So here's a sample one.

Đây là một ví dụ.

Here's a tooth that looks kind of suspicious, right?

Chiếc răng này trông không ổn lắm đúng không?

It has all those brown stains.

Nó xuất hiện nhiều vết ố màu nâu.

You might be thinking, "We should definitely put a filling in this tooth."

Bạn sẽ nghĩ rằng, "Ta cần trám chiếc răng này ngay."

But if you pay attention to how it feels,

Nhưng nếu chú ý vào cảm giác nó gây ra,

all the surfaces of this tooth are hard and healthy,

bạn thấy rằng chiếc răng đó rất chắc chắn,

so this patient does not need a filling.

vậy nên bệnh nhân này không cần trám răng.

And these are exactly the kind of judgments doctors make every day

Các nha sĩ cần chẩn đoán dựa trên những điều như vậy,

and I think this technology we've invented has a lot of potential

và tôi nghĩ loại công nghệ mới này có rất nhiều tiềm năng

for many different things in medical training, because it's really simple

trong nhiều mặt của đào tạo y khoa vì chúng rất dễ thực hiện

and it does a great job at recreating what people feel through tools.

và giúp các bác sĩ thực sự trải nghiệm các cảm giác ngoài thực tế.

I think it could also help make games more interactive and fun

Nó cũng giúp các trò chơi thêm phần thú vị nhờ sự tương tác

and more realistic in the sensations that you feel.

và tính thực tế nhờ chính các cảm giác của bạn.

The last example I want to tell you about is again about human movement.

Cuối cùng, tôi muốn nói đến ứng dụng trong việc hỗ trợ con người vận động.

So if any of you have ever learned sports,

Nếu các bạn từng học chơi thể thao,

how do you get good at something like surfing?

ví dụ lướt ván, làm thế nào để bạn chơi tốt hơn?

You practice.

Bạn phải luyện tập.

You practice some more and more, right?

Bạn phải tập chăm chỉ, đúng không?

Making small corrections, maybe getting some input from a coach,

Được chỉ dẫn và sửa chữa từ các huấn luyện viên,

learning how to improve your motions.

và cải thiện các động tác của mình.

I think we could use computers

Ta có thể dùng máy tính

to help make that process more efficient and more fun.

để giúp quá trình đó thêm phần hiệu quả và thú vị.

And so here, for example, if I have six different arm movements

Chẳng hạn, tôi đã có sẵn sáu động tác tay

that I want you to learn,

mà tôi muốn bạn phải học,

you come into my lab at Penn and try out our system.

bạn có thể đến phòng thí nghiệm ở Penn và thử hệ thống của chúng tôi.

We use a Kinect to measure your motions, we show graphics on the screen,

Chúng tôi dùng cảm biến để theo dõi chuyển động của bạn và dựng mô hình,

and then we also give you touch cues,

cũng như gợi ý về cách chuyển động

haptic feedback on your arm,

và chỉ dẫn trực tiếp trên tay bạn

delivered by these haptic arm bands which have motors inside,

bằng một đôi băng tay được gắn cơ cấu chuyển động

and guide you as you move.

giúp bạn di chuyển tay.

So, if we put it together,

Tổng hợp lại,

as you're trying to track this motion,

khi bạn đang bắt chước động tác,

if you deviate -- say, maybe, your arm is a little too high --

nếu bạn làm chưa đúng, chẳng hạn tay bạn hơi cao quá,

we turn on the motors right there on the skin

các cơ cấu sẽ tác động lên da tay bạn

to let you know you should move down,

giúp bạn biết bạn cần đưa tay xuống,

almost like a coach gently guiding you

gần giống như một huấn luyện viên

and helping you master these movements more quickly

đang hướng dẫn bạn cách làm chủ các động tác này nhanh hơn

and make more precise corrections.

và sửa chữa chúng chính xác hơn.

We developed this system for use in stroke rehabilitation,

Chúng tôi đã phát triển chúng ở ngành hồi sức sau tai biến,

but I think there are a lot of applications,

nhưng tôi nghĩ vẫn còn nhiều ứng dụng khác,

like maybe dance training or all sorts of sports training as well.

chẳng hạn trong việc huấn luyện khiêu vũ hoặc các bộ môn thể thao.

So now you know a little bit about the field of haptics,

Giờ bạn đã hiểu hơn về ngành khoa học về xúc giác này,

which I think you'll hear more about in the coming years.

tôi nghĩ nó sẽ phổ biến hơn trong vài năm tới.

I've shown you three examples.

Tôi đã cho bạn thấy ba ví dụ.

I just want to take a moment

Tôi muốn dành ít thời gian

to acknowledge the great students who work with me in my lab at Penn

để cảm ơn các sinh viên tuyệt vời đã làm việc với tôi ở Viện nghiên cứu

and my collaborators.

và các cộng sự.

They're a great group.

Họ là một đội tuyệt vời.

I also want to thank you for your kind attention.

Rất cám ơn sự chú ý của các bạn.

(Applause)

(Vỗ tay)