Un joystick , a veces llamado palanca de vuelo , es un dispositivo de entrada que consiste en una palanca que gira sobre una base e informa su ángulo o dirección al dispositivo que está controlando. También conocido como columna de control , es el dispositivo de control principal en la cabina de muchos aviones civiles y militares, ya sea como palanca central o palanca lateral . Tiene varios interruptores para controlar las funciones de la aeronave controladas por el piloto y el primer oficial del vuelo.
Los joysticks se utilizan a menudo para controlar videojuegos y suelen tener botones pulsadores cuyo estado puede leer la computadora. Una variación popular del joystick utilizado en las consolas de videojuegos modernas es el joystick analógico . Los joysticks también se utilizan para controlar máquinas como grúas, camiones, vehículos submarinos no tripulados, sillas de ruedas, cámaras de vigilancia y cortadoras de césped con radio de giro cero . Los joysticks en miniatura operados con los dedos se han adoptado como dispositivos de entrada para equipos electrónicos más pequeños, como teléfonos móviles .
Los joysticks se originaron como controles para alerones y elevadores de aeronaves , y se sabe que se usaron por primera vez como tales en el avión Bleriot VIII de Louis Bleriot de 1908, en combinación con una barra de timón operada con el pie para la superficie de control de guiñada en la cola. [1]
Se cree que el nombre joystick se originó con el piloto francés de principios del siglo XX Robert Esnault-Pelterie . [2] También hay reclamos en competencia en nombre de los pilotos Robert Loraine , James Henry Joyce y AE George . Loraine es citado por el Oxford English Dictionary por usar el término "joystick" en su diario en 1909 cuando fue a Pau para aprender a volar en la escuela de Blériot . George fue un aviador pionero que con su colega Jobling construyó y voló un biplano en Newcastle en Inglaterra en 1910. La columna de control de aeronaves de George y Jobling está en la colección del Discovery Museum en Newcastle upon Tyne, Inglaterra. Los joysticks estaban presentes en los primeros aviones, aunque sus orígenes mecánicos son inciertos. [3] La acuñación del término "joystick" en realidad puede atribuirse a Loraine, ya que su uso es el más antiguo conocido del término, aunque ciertamente no inventó el dispositivo.
El joystick eléctrico de dos ejes fue inventado por CB Mirick en el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL) y patentado en 1926 (Patente estadounidense n.° 1.597.416)". [4] El NRL estaba desarrollando activamente aviones controlados a distancia en ese momento y el joystick posiblemente se utilizó para apoyar este esfuerzo. En la patente otorgada, Mirick escribe: "Mi sistema de control es particularmente aplicable para maniobrar aviones sin piloto". [5]
Los alemanes desarrollaron un joystick eléctrico de dos ejes alrededor de 1944. El dispositivo se utilizó como parte del sistema de transmisor de control por radio Funkgerät FuG 203 Kehl de los alemanes utilizado en ciertos aviones bombarderos alemanes, utilizado para guiar tanto el misil antibuque impulsado por cohetes Henschel Hs 293 como la munición guiada de precisión pionera sin motor Fritz-X , [6] contra objetivos marítimos y otros. Aquí, el joystick del transmisor Kehl fue utilizado por un operador para dirigir el misil hacia su objetivo. Este joystick tenía interruptores de encendido y apagado en lugar de sensores analógicos. Tanto el Hs 293 como el Fritz-X usaban receptores de radio FuG 230 Straßburg para enviar las señales de control del Kehl a las superficies de control de la munición. Una unidad de joystick comparable se utilizó para la munición dirigible estadounidense contemporánea Azon , estrictamente para dirigir lateralmente la munición solo en el eje de guiñada. [7]
Este invento alemán fue retomado por un miembro del equipo de científicos reunidos en el Heeresversuchsanstalt de Peenemünde . Allí, una parte del equipo del programa alemán de cohetes estaba desarrollando el misil Wasserfall , una variante del cohete V-2 , el primer misil tierra-aire . El equipo de dirección Wasserfall convertía la señal eléctrica en señales de radio y las transmitía al misil.
En la década de 1960, el uso de joysticks se generalizó en los sistemas de aviones a escala controlados por radio, como el Kwik Fly producido por Phill Kraft (1964). La ahora desaparecida empresa Kraft Systems se convirtió con el tiempo en un importante proveedor OEM de joysticks para la industria informática y otros usuarios. El primer uso de joysticks fuera de la industria de los aviones a escala controlados por radio puede haber sido en el control de sillas de ruedas eléctricas, como el Permobil (1963). Durante este período, la NASA utilizó joysticks como dispositivos de control en el marco de las misiones Apolo. Por ejemplo, los modelos de prueba del módulo de aterrizaje lunar se controlaban con un joystick.
En muchos aviones de pasajeros modernos , por ejemplo, todos los aviones Airbus desarrollados a partir de la década de 1980, el joystick ha cobrado nueva vida para el control del vuelo en forma de " side-stick ", un controlador similar a un joystick de juego pero que se utiliza para controlar el vuelo, en sustitución del yugo tradicional . El sidestick ahorra peso, mejora el movimiento y la visibilidad en la cabina y puede ser más seguro en caso de accidente que el yugo.
Ralph H. Baer , inventor de la consola Magnavox Odyssey , lanzada en 1972, creó los primeros joysticks de videojuegos en 1967. Podían controlar la posición horizontal y vertical de un punto mostrado en una pantalla. [8] El joystick de juego electrónico más antiguo conocido con un botón de disparo fue lanzado por Sega como parte de su juego arcade Missile de 1969 , un juego de simulación de disparos que lo usó como parte de un esquema de control dual temprano , donde se usan dos botones direccionales para mover un tanque motorizado y se usa un joystick bidireccional para disparar y dirigir el misil hacia los aviones que se aproximan que se muestran en la pantalla; cuando se golpea un avión, se anima una explosión en la pantalla junto con un sonido de explosión. [9] En 1970, [10] el juego fue lanzado en América del Norte como SAMI por Midway Games . [9]
Taito lanzó un joystick de cuatro direcciones como parte de su videojuego de carreras arcade Astro Race en 1973, [11] mientras que su juego de disparos multidireccional de 1975 Western Gun introdujo controles de doble joystick con un joystick de ocho direcciones para el movimiento y el otro para cambiar la dirección de disparo. En América del Norte, fue lanzado por Midway bajo el título Gun Fight . [12] En 1976, Taito lanzó Interceptor , un simulador de vuelo de combate en primera persona temprano que implicaba pilotar un avión de combate , usando un joystick de ocho direcciones para apuntar con una cruz y disparar a los aviones enemigos. [13]
El joystick Atari CX40 , desarrollado para el Atari Video Computer System de 1977 , [15] es un controlador digital con un solo botón de disparo. El puerto de joystick Atari fue durante muchos años la especificación estándar de facto para joysticks digitales. Los joysticks se usaban comúnmente como controladores en las consolas de juegos de primera y segunda generación , pero dieron paso al conocido game pad con el Nintendo Entertainment System y Master System a mediados de la década de 1980, aunque los joysticks, especialmente los de estilo arcade, fueron y son complementos populares en el mercado de accesorios para cualquier consola. [16]
En 1985, el juego arcade de disparos sobre raíles en tercera persona Space Harrier de Sega incluía un joystick analógico real, que se utilizaba para el movimiento. El joystick podía registrar el movimiento en cualquier dirección, así como medir el grado de empuje, lo que podía mover al personaje del jugador a diferentes velocidades dependiendo de cuánto se empujara el joystick en una determinada dirección. [17]
Una variación del joystick es el joystick rotatorio. Es un tipo de híbrido joystick-perilla, donde el joystick se puede mover en varias direcciones mientras que al mismo tiempo se puede girar el joystick. Se utiliza principalmente en juegos arcade de disparos , para controlar tanto el movimiento en ocho direcciones del jugador como la dirección de 360 grados del arma. [18] [19] Fue introducido por SNK , inicialmente con el juego de disparos de tanques TNK III (1985) antes de que se popularizara con el videojuego de correr y disparar Ikari Warriors (1986). [18] SNK utilizó más tarde controles de joystick rotatorios en juegos arcade como Guerrilla War (1987). [20]
Una variación distinta de un joystick analógico es una pistola posicional , que funciona de manera diferente a una pistola de luz . En lugar de utilizar sensores de luz, una pistola posicional es esencialmente un joystick analógico montado en una ubicación fija que registra la posición del arma para determinar dónde apunta el jugador en la pantalla. [21] [22] A menudo se usa para juegos de pistolas arcade , con ejemplos tempranos que incluyen Sea Devil de Sega en 1972; [23] Attack de Taito en 1976; [24] Cross Fire en 1977; [25] y Battle Shark de Nintendo en 1978. [26]
Durante la década de 1990, los joysticks como CH Products Flightstick, Gravis Phoenix , Microsoft SideWinder , Logitech WingMan y Thrustmaster FCS tenían una gran demanda entre los jugadores de PC. Se consideraban un requisito previo para simuladores de vuelo como F-16 Fighting Falcon y LHX Attack Chopper . Los joysticks se volvieron especialmente populares con el éxito generalizado de los juegos de simuladores de vuelo espacial como X-Wing y Wing Commander , así como el juego de disparos en 3D "Six degrees of freedom" Descent . [27] [28] [29] [30] [31] El joystick MongoosT-50 de VirPil Controls fue diseñado para imitar el estilo de los aviones rusos (incluidos el Sukhoi Su-35 y el Sukhoi Su-57 ), a diferencia de la mayoría de los joysticks de vuelo. [32]
Sin embargo, desde principios del siglo XXI, este tipo de juegos han perdido popularidad y ahora se consideran un género "muerto", y con eso, los joysticks para juegos se han reducido a productos de nicho. [27] [28] [29] [30] [31] En la entrevista de NowGamer con Jim Boone, un productor de Volition Inc., afirmó que las bajas ventas de FreeSpace 2 podrían haberse debido a que los joysticks se vendieron mal porque estaban "pasando de moda" porque los juegos de disparos en primera persona más modernos, como Quake , eran "muy sobre el mouse y [el] teclado". Continuó diciendo: "Antes de eso, cuando hicimos Descent , por ejemplo, era perfectamente común que la gente tuviera joysticks; vendimos muchas copias de Descent. Fue en esa época [cuando] salieron los FPS más modernos con mouse y teclado, a diferencia de solo teclado como Wolfenstein [3D] o algo así". [33]
Desde finales de los años 1990, los joysticks analógicos (o thumbsticks , por su control con los pulgares) se han convertido en estándar en los mandos de las consolas de videojuegos, popularizados por el mando Nintendo 64 de Nintendo , [34] y tienen la capacidad de indicar el desplazamiento del joystick desde su posición neutra. Esto significa que el software no tiene que realizar un seguimiento de la posición ni estimar la velocidad a la que se mueven los controles. Estos dispositivos suelen utilizar potenciómetros para determinar la posición del joystick, [35] aunque algunos modelos más nuevos utilizan en su lugar un sensor de efecto Hall para una mayor fiabilidad y un tamaño reducido.
En 1997, ThrustMaster, Inc. presentó un controlador programable en 3D, que se integró en los juegos de computadora para experimentar simulaciones de vuelo. Esta línea adaptó varios aspectos del RHC (controlador de mano rotatorio) de la NASA, que se utiliza para métodos de aterrizaje y navegación. [36]
En 1997, el primer joystick para juegos con retroalimentación de fuerza ( háptica ) fue fabricado por CH Products bajo licencia del creador de la tecnología, Immersion Corporation . [37] El producto, llamado joystick Force FX, fue seguido por joysticks de retroalimentación de fuerza de Logitech , Thrustmaster y otros, también bajo licencia de Immersion. [38] [39]
Un joystick arcade es un controlador de gran formato para usar con consolas domésticas o computadoras. Utilizan la configuración de joystick y botón de algunas máquinas arcade , como las que tienen disposiciones particulares de botones múltiples. Por ejemplo, la disposición de seis botones de los juegos arcade Street Fighter II o Mortal Kombat no se puede emular cómodamente en un joystick de consola, por lo que se han fabricado joysticks arcade domésticos con licencia para estos juegos para consolas domésticas y PC. [40]
Un hat switch es un control que se encuentra en algunos joysticks. También se lo conoce como interruptor POV (punto de vista) en los juegos electrónicos, donde permite mirar alrededor en el mundo virtual, navegar por los menús, etc. Por ejemplo, muchos simuladores de vuelo lo utilizan para cambiar las vistas del jugador, [41] mientras que otros juegos a veces lo utilizan como sustituto del D-pad . Los gamepads de computadora con un joystick analógico y un D-pad generalmente asignan códigos de escaneo de interruptor POV a este último.
El término "hat switch" es una abreviatura del término "coolie hat switch", llamado así por el casco de aspecto similar . [42]
En un avión real, el interruptor de sombrero puede controlar cosas como el ajuste de los alerones o del elevador .
Además de botones, ruedas y diales, así como pantallas táctiles, también se han creado joysticks en miniatura para el manejo manual eficiente de las cámaras . [43] [44] [45]
En los últimos tiempos, el uso de joysticks se ha vuelto algo común en muchas aplicaciones industriales y de fabricación, como grúas, líneas de montaje, equipos forestales, camiones mineros y excavadoras. De hecho, el uso de estos joysticks tiene tanta demanda que prácticamente ha reemplazado a la palanca de control mecánica tradicional en casi todos los sistemas de control hidráulicos modernos. Además, la mayoría de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y los vehículos sumergibles operados a distancia (ROV) requieren al menos un joystick para controlar el vehículo, las cámaras, los sensores y/o los manipuladores a bordo.
Debido a la naturaleza altamente práctica y ruda de tales aplicaciones, el joystick industrial tiende a ser más robusto que el controlador de videojuego típico y capaz de funcionar durante un ciclo de vida largo. Esto llevó al desarrollo y empleo de la detección de efecto Hall para tales aplicaciones en la década de 1980 como un medio de detección sin contacto. Varias empresas producen joysticks para aplicaciones industriales utilizando tecnología de efecto Hall. Otra tecnología utilizada en el diseño de joysticks es el uso de galgas extensométricas para construir transductores de fuerza a partir de los cuales la salida es proporcional a la fuerza aplicada en lugar de a la desviación física. Los transductores de fuerza en miniatura se utilizan como controles adicionales en los joysticks para las funciones de selección de menú.
Algunos fabricantes más grandes de joysticks pueden personalizar mangos y empuñaduras de joystick específicamente para las necesidades de los OEM, mientras que los pequeños fabricantes regionales a menudo se concentran en vender productos estándar a precios más altos a OEM más pequeños.
Los joysticks especializados, clasificados como un dispositivo de puntero de tecnología de asistencia , se utilizan para reemplazar el ratón de la computadora para personas con discapacidades físicas bastante graves. En lugar de controlar juegos, estos joysticks controlan el puntero . A menudo son útiles para personas con afecciones atetoides , como parálisis cerebral , a quienes les resulta más fácil agarrarlos que un ratón estándar. [46] También hay joysticks en miniatura disponibles para personas con afecciones que implican debilidad muscular, como distrofia muscular o enfermedad de la neurona motora . También se utilizan en sillas de ruedas eléctricas para control, ya que son simples y efectivos de usar como método de control. [47]
En 1996, un estudio científico estableció que tanto a los chimpancés como a los monos rhesus se les podía enseñar a mover un puntero en una pantalla utilizando un joystick. Ambos lograron demostrar consistentemente un "conocimiento conceptual" de la tarea que se les exigía durante las pruebas, aunque los monos rhesus fueron notablemente más lentos en hacerlo. [49]
En 2021, otro par de investigadores investigó el nivel de inteligencia de los cerdos domésticos diseñando un joystick que se podía controlar con el hocico. A diferencia de los chimpancés o los monos rhesus, ninguno de los cuatro cerdos pudo cumplir plenamente los criterios de prueba de 1996 para la " adquisición motora o conceptual" de la tarea, pero aun así se desempeñaron "significativamente por encima de lo esperado". Cabe destacar que los cerdos experimentaron dificultades adicionales en comparación con los primates, ya que todos tenían hipermetropía y, por lo tanto, es posible que tuvieran dificultades con los detalles de la pantalla, y no podían mover el objetivo con un joystick sin apartar primero la vista de la pantalla. [48]
Las pistolas de luz, como la Zapper de NES o las utilizadas en la serie House of the Dead , son claramente diferentes de las pistolas posicionales utilizadas en juegos arcade como Gunblade NY de SEGA. ... Las pistolas de luz se diferencian de las pistolas posicionales, como en Gunblade NY (abajo), que son esencialmente joysticks analógicos. ... Las pistolas posicionales son esencialmente joysticks analógicos montados en una ubicación fija con respecto a la pantalla. Las pistolas de luz, por el contrario, no tienen una relación fija a priori con una pantalla.
Las dos rutas para el control de armas convencional son las pistolas de luz y las pistolas posicionales. Las pistolas de luz son las más comunes para los sistemas de videojuegos de cualquier tipo. Funcionan ópticamente con la pantalla y no registran la ubicación en la pantalla hasta que se dispara el arma. Cuando se dispara el arma, la pantalla se queda en blanco por un momento y la óptica del arma registra hacia dónde se apunta el arma en la pantalla. Esa información se envía a la computadora, que registra el disparo. ... Las pistolas posicionales se montan estacionarias en el gabinete de la sala de juegos con la capacidad de apuntar a la izquierda / derecha y arriba / abajo. Funcionan de manera muy similar a los joysticks, que mantienen una ubicación conocida en la pantalla en todo momento y registran la ubicación actual cuando se dispara.
A diferencia de la mayoría de los joysticks de vuelo a la venta en el mercado estadounidense, que tienden a basarse con distintos niveles de verosimilitud en las columnas de control de los aviones de combate estadounidenses, el MongoosT-50 está diseñado para reflejar el joystick de los aviones rusos, específicamente, el Sukhoi Su-35 ruso de quinta generación y el PAK FA (T-50).
