Если создание манипуляторов, по внешнему виду не отличающихся от реальных инструментов, не связано со значительными сложностями, то моделирование взаимодействия реальных манипуляторов с виртуальными органами и порождаемых этим взаимодействием тактильных ощущений является нетривиальной задачей. Тем не менее к настоящему времени получен уже целый ряд успешных решений этой задачи.
Технология «обратной связи» в хирургии
Технология, с помощью которой события, происходящие в виртуальном мире, можно не только увидеть, но и почувствовать, носит название Force Feedback («силовая обратная связь»).
Представьте себе чувство ощущения биологической ткани, когда имитированная игла прокалывает имитированный орган». Такое описание дает фирма Immersion Corporation, создавшая одно из наиболее удачных устройств взаимодействия с виртуальным миром. Более того, в арсенале этой фирмы есть специализированные разработки именно для эндо- и лапароскопической хирургии, среди которых: Laparoscopic Impulse Engine — манипулятор, созданный с использованием технологии Force Feedback для взаимодействия с программами моделирования лапароскопических и эндоскопических операций, а также виртуальный гистероскоп, бронхоскоп и уретроскоп.
Формирование тактильных ощущений в эндохирургии от взаимодействия с объектами виртуального мира можно представить следующим образом. Положение манипуляторов отслеживается и передается в компьютер при помощи специальных датчиков перемещения, обладающих гораздо более высокой чувствительностью, чем датчики, применяемые в обычных компьютерных манипуляторах. В соответствии с полученными таким образом данными рассчитывают координаты и производят анимацию виртуальных инструментов. В случае когда координаты управляемого в данный момент виртуального инструмента совпадают с координатами других объектов виртуальной сцены в соответствии с параметрами, определяющими их физические свойства, происходит механическое ограничение движения манипулятора в данном направлении, в результате чего у пользователя создается тактильное ощущение соприкосновения с виртуальным объектом. При этом на мониторе воспроизводится анимационная последовательность, отражающая процесс взаимодействия виртуальных объектов.