Por qué los actuadores lineales están reemplazando a los tradicionales Rumble Haptics para juegos

Apr 23, 2023

Desde que los primeros controles de consola con vibración llegaron a manos de los jugadores, hemos podido sentir literalmente el mundo al otro lado de la pantalla. Los actuadores lineales son la última evolución de esta tecnología inmersiva.

El efecto de vibración que todos conocemos y amamos utiliza un método simple pero ingenioso para crear vibraciones en el controlador. Suele haber dos motores eléctricos, uno en cada empuñadura, que hacen girar un peso desequilibrado. Se conocen como rotores excéntricos y el principio es el mismo que tener una lavadora desequilibrada. A medida que el peso desequilibrado gira a su alrededor, se tambalea y el controlador vibra. Al variar la velocidad del motor, se puede variar la intensidad y la frecuencia de vibración.

En los controladores modernos que usan este diseño, como el controlador de Xbox One que se muestra a continuación, los dos motores de vibración tienen pesos de diferentes tamaños.

Esto permite una mayor variedad de tipos de rumores y la combinación de tipos de rumores. Los motores en sí también se han vuelto mucho más fuertes y precisos a lo largo de los años, por lo que la experiencia háptica de un controlador moderno como los controladores de la serie Xbox se siente mucho más refinada y poderosa que, por ejemplo, un controlador PlayStation 2 DualShock.

Sin embargo, los controladores de realidad virtual, PlayStation 5 DualSense y Nintendo Switch Joy-Cons no tienen estos motores de vibración. En su lugar, utilizan un dispositivo conocido como actuador lineal, también conocido como actuador resonante lineal o, a veces, un "motor de bobina de voz".

Un actuador lineal recibe su nombre de cómo mueve su masa. Donde el motor de vibración tradicional hace girar su masa, un actuador lineal mueve su masa hacia atrás y hacia adelante a lo largo de un eje. Los actuadores lineales generalmente se etiquetan según el eje al que están alineados. Se utilizan comúnmente en los teléfonos inteligentes para la retroalimentación háptica.

Los actuadores lineales usan una bobina de voz que es la misma que se encuentra en un altavoz. Una bobina de voz es esencialmente un electroimán. En un altavoz, la bobina de voz impulsa el cono del altavoz usando magnetismo. Al alterar la frecuencia a la que la bobina de voz impulsa el cono, el sonido se puede reproducir en el aire.

En un actuador lineal, la bobina de voz impulsa un resorte que tiene una frecuencia resonante. Cuando se impulsa a su frecuencia resonante, el resorte mueve una masa dentro del actuador con la máxima fuerza. Cuanto más lejos de esa frecuencia resonante se conduce la bobina, menos eficiente se vuelve. Los actuadores lineales solo se pueden accionar dentro de un rango de frecuencia específico centrado alrededor de esa frecuencia resonante óptima del resorte. Salir demasiado de ese rango significa que la vibración necesita demasiada potencia para ser utilizable.

Dentro de ese rango de frecuencia, los actuadores lineales pueden recrear vibraciones con asombrosos niveles de detalle. De hecho, los desarrolladores de juegos para Nintendo Switch literalmente convierten archivos de audio en archivos rumble para la función HD Rumble de la consola.

En el controlador DualSense de PlayStation 5, el altavoz incorporado se puede usar para aumentar los actuadores lineales en los bordes de sus rangos de frecuencia. Por lo tanto, el altavoz se usa tanto para aumentar la vibración háptica como para producir un sonido audible.

Parece que los actuadores lineales se están convirtiendo en la opción más popular para la retroalimentación háptica. Entre las consolas de la generación actual, las consolas de la serie Xbox de Microsoft son los únicos sistemas que se mantienen con motores excéntricos. En el mundo de la realidad virtual, todos los controladores de la generación actual utilizan actuadores lineales y, en los dispositivos móviles, son la única opción práctica gracias a su tamaño compacto y bajos requisitos de energía.

Más que nada, creemos que el impulso de los actuadores lineales se debe a algo más que sus ventajas de costo, potencia y detalles refinados. Dado que el software que utilizamos se ha vuelto tan detallado y sofisticado, se necesita una nueva generación de tecnología háptica.

A medida que la electrónica se vuelve cada vez más de estado sólido, con menos piezas móviles o componentes mecánicos, los actuadores lineales son la opción lógica para sistemas delgados y livianos. Si bien no pueden igualar la potencia absoluta de los motores retumbantes tradicionales, no hay nada como sentir que su mano "choca" contra algo en realidad virtual, sentir gotas de lluvia que caen a través de su controlador o poder ver la textura del camino a través de sus manos cuando carreras en una simulación.

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