Tuntopalautehiiri

Tuntopalautehiiri () tarkoittaa tietokoneen osoitinlaitetta, joka tuottaa käyttäjälle kuulo- ja näköaistiin perustuvan palautteen sijaan tai niiden lisäksi tuntopalautetta. Tavallinen tietokonehiiri reagoi hiirtä liikutettaessa osoittimen paikan muuttumisella näytöllä ja klik-äänellä hiiren painikkeita painettaessa. Tuntopalautehiiri sen sijaan antaa käyttäjälle tuntoaistiin perustuvaa palautetta käyttöliittymän kohteesta. Palaute voi olla pienelle ihoalueelle kohdistuvaa värähtelyä tai painalluksia, koko kämmeneen kohdistuvaa tärinää tai käyttäjän liikkeeseen reagoivaa voimapalautetta, jolloin siirrytään kinesteettisen (liike- ja asentoaisteihin perustuvan) tuntopalautteen alueelle.

Historiaa 

Tietokonehiiren keksiminen ajoittuu 1960-luvulle ja optinen hiiri tuli käyttöön 1980-luvulla. Hiiren toimintaperiaate ja ominaisuudet muuttuivat kuitenkin melko vähän 1990-luvulle tultaessa. Vaikka tuntopalautetta on hyödynnetty jo 1970-luvulla tietokoneympäristössä esimerkiksi helpottamassa näkövammaisten lukemista , sen käyttöä osoitinlaitteissa alettiin tutkia näkyvämmin vasta 1980- ja 1990-lukujen taitteessa. Tuolloin julkaistiin tutkimuksia erilaisista prototyypeistä, joissa tuntopalautetta lisättiin perinteiseen tietokonehiireen. 1980-luvun lopulla kehitettiin laite, jonka avulla näytöllä olevan kohteen yli liikuttaessa etusormen päähän kohdistui värinää.  
1990-luvun alkupuolella tehtiin muun muassa Feelmouse - ja MagicMouse -prototyypit  
, sekä multimodaalinen, tunto- ja voimapalautetta välittävä hiiri  
 Logitech julkaisi ensimmäisen kaupallisen tuntopalautehiirensä vuonna 2000 ja samana vuonna myös VirTouch Ltd. esitteli oman VTS (Virtual Touch System) -osoitinlaitteensa. Vuonna 2003 julkaistiin ensimmäinen versio saman yrityksen VTPlayer – laitteesta.

Toimintaperiaatteita

Varhaisimmissa prototyypeissä valmiita kaupallisia tietokonehiiriä muunneltiin lisäämällä niihin värinää tai voimapalautetta tuottavia osia, esimerkiksi  ja
. Värinää voidaan tuottaa esimerkiksi pienten sähkömoottoreiden avulla, jolloin värinä kohdistuu koko kämmeneen. Solenoidien liikuttamat neulat taas saavat aikaan pienellä alueella havaittavan tuntoaistimuksen. Tätä tekniikkaa on sovellettu hiirissä, joissa painikkeen tai painikkeiden lisäksi tai tilalla on pieni neulamatriisi, jota tunnustellaan yhdellä sormella. Myös pietsosähköistä ilmiötä voidaan käyttää hyväksi. Voimapalautetta on toteutettu käyttäen muun muassa sähkömagneettisia ratkaisuja . (Erilaisista tuntopalautteen tuottamistavoista tarkemmin sivulla Tuntopalaute). Nykyiset kaupalliset tuotteet hyödyntävät samoja periaatteita kuin varhaiset prototyypit.

Käyttömahdollisuuksia ja -rajoitteita

Tuntopalautehiirtä voidaan käyttää helpottamaan kohteiden löytämistä tietokoneen näytöltä. Hiirtä liikutettaessa se alkaa täristä, hidastua tai jopa kokonaan pysähtyy osuessaan esimerkiksi kuvakkeen päälle. Näin se voi mahdollistaa heikkonäköiselle tietokoneen tehokkaamman käytön. Vaikka monissa tutkimuksissa onkin etsitty tuntopalautteen avulla ratkaisuja, jotka auttaisivat näkövammaisia tasavertaisempaan asemaan tietoyhteiskunnassa, näkövammaiset itse eivät pidä värinähiirtä erityisen soveltuvana omaan käyttöönsä . Tuntopalautteen lisäksi olisikin tärkeää tarjota myös puheeseen perustuvaa tietoa käyttöliittymän kohteista. 

Tietokonepeleissä ja pelinomaisissa sovelluksissa värinällä, voimapalautteella tai niiden molempien yhdistelmällä voidaan tuottaa käyttäjälle voimakkaampia pelillisiä kokemuksia . Näin voidaan lisätä peliin todentuntua ja mukaansatempaavuutta eli immersiivisyyttä. Muiksi sovellusalueiksi on esitetty internetissä tapahtuvaa kaupankäyntiä ja 3D CAD – ohjelmien käyttöä. Verkkokaupan tuotetta voitaisiin tunnustella samaan tapaan kuin reaalimaailman kaupassakin ja suunnitteluohjelmassa puolestaan hiirellä tunnustella kappaleiden mahdollisia asennuspaikkoja. 

Monissa prototyypeissä tuntopalaute annetaan yhden pisteen kautta kerrallaan tai pienelle ihoalueelle (useimmiten sormenpäähän). Tällaiset ratkaisut sopivat suurten kohteiden löytämiseen ja hahmottamiseen kohtalaisesti, mutta pintarakenteita (tekstuureja) ja yksityiskohtia on näiden avulla vaikea hahmottaa. 

Ihminen käyttää yleensä useaa sormea kerrallaan ja useimmiten koko kämmentä tunnustellessaan esineen muotoa ja pintaa. Jotta samaan voidaan päästä tietoteknisten laitteiden avulla, niiden täytyy stimuloida laajempaa aluetta ihmisen ihosta. Voimapalautteen avulla tuntoaistimus voidaan saada laajemmalle alueelle, ja tällaisia laitteita on uusimmissa tutkimuksissa pääasiassa kehiteltykin.

Lähteet

Aiheesta muualla
iFeel Mouse ja iFeel MouseMan (Logitech)  
VTS (Virtouch Ltd.)  
VTM (Virtouch Ltd.)  
VTPlayer (Virtouch Ltd.)

Osoitinlaitteet