Новогоднее предсказание о компьютерно-телесных технологиях ближайшего будущего 

Декабрь, 2006.      Скоро мы сможем "овеществлять" виртуальность. Недавно журнал "Форбс" перечислил 10 вещей, которые значительно изменят наш образ жизни. В числе первых названы "гаптические" устройства ("haptic" - от греческого "осязать"), то есть осязательные и кинетические интерфейсы. Замечаем мы это или нет, "осязательные устройства" потихоньку вкрадываются в нашу каждодневную жизнь - в форме вибрирующих телефонов, игровых контроллеров, джойстиков и рулей, увеличивающих реалистичность игр, а так же в виде управляющих кнопок с обратной связью в автомобилях (например в машинах BMW эта технология используется в системе iDrive). При этом у осязания имеется неизмеримо больший потенциал. Например устройство CyberForce с силовой обратной связью от компаний Immersion и SenseAble позволяют пользователям физически взаимодействовать с виртуальными объектами. Используя начиненную датчиками перчатку и создающий усилия "экзоскелет" можно буквально почувствовать форму, структуру и вес отображенного на экране 3-х мерного объекта.      Компания Interactive Systems Research group тоже разработала принципиально новые манипуляторы, так называемые "Haptic-приборы". Они воспроизводят взаимодействие человека с окружающей средой и реакцию на прикосновения. Осязательные манипуляторы обычно имеют форму каркасной конструкции с несколькими степенями свободы. При движении обеспечивается высокий уровень обратной связи, создающий у пользователя ощущение контакта с реальной поверхностью. Такие устройства используются теперь для виртуального моделирования, в медицине и военных целях, а после неизбежного удешевления, осязательные интерфейсы могут стать ценными инструментами общения. Используя осязательные технологии, люди смогут обмениваться рукопожатиями прямо через Интернет, а врачи будут иметь возможность на расстоянии ставить диагноз и оперировать пациентов.       Виброжилеты - лучше нету      В продаже уже есть виброжилет Aura Systems Interactor оказывающий физическое воздействие на человека. По ходу компьютерной игры он с помощью вибрации усиливает эффект присутствия, сотрясая при взрывах, ударах, столкновениях и выстрелах. Устройство, похожее на пластиковый рюкзак, подключается к ПК или игровым консолям. Вскоре появится множество подобных устройств и не только для домашнего применения. Например голландские ученые разработали "умный костюм" для спортсменов. Специальные вставки в жилете начинают предупреждающе вибрировать, если гребцы теряют ритм.      А в лаборатории медицинских исследований палубной авиации США разработан жилет для предотвращения потери пространственной ориентации у пилотов реактивных истребителей. Это самая серьёзная причина авиационных аварий. Причем зачастую пилоты до последнего момента даже не замечают, что потеряли ориентацию в пространстве - нарушается восприятие высоты, направления и скорости движения самолёта, а также его положения относительно поверхности земли.      Люди ориентируются в пространстве на основании данных, поступающих от органов различных чувств - зрения, вестибулярного аппарата и тактильных (осязательных) рецепторов. В обычных условиях все три системы ориентации снабжают мозг достоверной информацией, но в условиях полёта реактивного истребителя вестибулярный аппарат и тактильные рецепторы начинают давать сбои. Раньше пытались решить проблему путем повышения доступности зрительной информации - улучшали читаемость соответствующих приборов. Однако это не решило проблему.      К тактильным рецепторам решили обратиться потому, что осязание - наше самое сильное ощущение. Жилет, названный тактильной системой предупреждения (TSAS), представляет собой сеть вибро-толкателей каждый размером с пуговицу от рубашки, вшитую в охлаждающий жилет пилота. Вибрация управляется маленьким компьютером, который таким образом передаёт пилоту информацию о положении и скорости самолёта, полученную от бортового компьютера. Жилет сообщает пилоту об отклонении от курса вибрацией с соответствующей стороны. Если самолёт отклоняется вправо, толкатели правой части жилета начинают вибрировать, причем, чем значительнее отклонение, тем сильнее вибрация. Как только отклонение исчезает, вибрация прекращается.      Очевидно, что разработка авиаторов может найти применение в индустрии компьютерных игр. Скорее всего, дети и геймеры получат подобные жилеты даже раньше, чем пилоты. Ведь доходы от "игрового" применения разработки обещают быть несравнимо большими.      Порисуем Американские учёные разработали виртуальную кисть, с помощью которой художники смогут рисовать в компьютере почти так же, как на настоящем холсте. Современные графические программы в руках художника вполне способны произвести "визуальный результат", ничуть не худший, чем если бы он использовал обычные краски и холст. А теперь, благодаря разработкам Университета Северной Каролины сами ощущения от процесса рисования будут почти такими же, как в прошлом.      С помощью специального манипулятора художник может рисовать, ощущая при каждом движении стилом прикосновение несуществующей кисти к несуществующему холсту. Виртуальные краски смешиваются при помощи кисти на виртуальной палитре. Чтобы воспроизвести такие эффекты, программа, названная dAb, использует реальную физическую модель взаимодействия холста и кисти.      Хотя в программе уделяется столь большое внимание самому процессу рисования, результат тоже не забыт. Здесь подробно моделируется наложение слоёв краски с учётом размывания и высыхания, а так же имеется возможность набора на кисть нескольких различных красок.      Потрогать предмет через Интернет      Компанией Immerson разработана технология передачи осязательных ощущений "TouchSense". Она позволяет за счет вибрации физически ощутить происходящее на экране, осязать положение курсора на странице, чувствовать, когда он проходит над опциями меню или гиперссылками. Осязательные ощущения моделируются при помощи специальной компьютерной мыши с микропроцессорами и миниатюрными двигателями. Среди наиболее важных направлений применения этой технологии разработчики называют электронную коммерцию, т.к. теперь товар можно не только увидеть, но и "потрогать".      Первоначально TouchSense применялась в военных и медицинских симуляторах виртуальной реальности, а также в некоторых игровых манипуляторах. С помощью специального программного обеспечения подобные устройства способны создать у пользователя ощущения эластичности и текучести виртуальной среды, текстуры поверхности, вибрации и веса. Теперь такие возможности есть и у обычных пользователей. Как одну из основных областей применения новой технологии разработчики указывают электронную коммерцию, и теперь, товар в интернет-магазине, например, из ткани можно не только увидеть, но еще и проверить на ощупь. В планах компании развитие технологии для любителей компьютерных игр - моделирование ощущений гравитационных сил, ускорения и взрывов.      В настоящее время "пощупать" виртуальность, игры и программные продукты, включившие поддержку TouchSense, в т.ч. Windows и все Windows-приложения, могут владельцы "мышей", разработанных компанией Logitech - iFeel Mouse. Они добавляют к ощущениям от работы с компьютером чувство прикосновения. С ними можно не просто перемещаешься по Интернету, но ощущать его. Эта мышь обогащает ощущения от работы с компьютером путем мягкой вибрации при просмотре веб-страниц и перемещении по рабочему столу. Можно почувствовать прикосновение к раскрывающимся меню и диалоговым окнам.      В ближайшее время планируется существенно расширить линейку тактильных мышей. Представители Immersion надеются, что через пять лет каждый компьютер будет комплектоваться мышью с технологией TouchSense.      Одна из последних идеей компании Immersion - создание технологии, позволяющей изготавливать сенсорные экраны с обратной связью и с изменяющимся рельефом. Вместо твердых и неизменных сенсорных панелей разрабатываются особые экраны, у которых поверхность может изменяться и, например, набухать в том участке экрана, где находится кнопка. По мере нажатия кнопки пользователь почувствует "ход" клавиши. В результате у пользователя складывается полная иллюзия, что он трогает реальный объект, а не плоскую поверхность. Когда объемный объект исчезает с экрана, то панель принимает исходное состояние.      Компания считает, что разработкой заинтересуются, прежде всего, производители автомобилей, т.к. новые сенсорные панели смогут значительно упростить использование встроенных навигаторов и систем контроля функций автомобиля. Сила нажатия и время удержания виртуальной кнопки нажатой будет подавать соответствующие команды системе автомобиля.      Технология TouchSense уже используется компанией Samsung в создаваемых моделях сотовых телефонов, и, возможно, в недалеком будущем мы увидим ее и в новых КПК или коммуникаторах.      Введение таких реалистичных элементов в процесс управления компьютерными устройствами предоставляет разработчикам более широкие возможности по информативному насыщению реакций компьютерной техники. Например, пользователь сможет чувствовать переключения и нажатия и более наглядно представлять результат своих действий.      Одно из самых перспективных направлений разработок - моделирование ощущений ускорения, гравитационных сил и взрывов для любителей компьютерных игр.      Мультимодальные мультимедиа      Сама идея иметь возможность пощупать все, что изображается на экране, представляется крайне интересной. Хотя и само понятие "экран" может вскоре исчезнуть. По инициативе правительства Японии начаты работы по внедрению в стране к 2020 году полностью объемного виртуального телевидения (VR TV), дающего зрителям возможность по ходу программы ощущать запахи и даже трогать иллюзорные объекты.      Речь идет не о модернизации нынешнего телевизора, а о создании полностью трехмерного домашнего театра, на сцене которого будут действовать объемные фигуры и объекты. Смотреть на них можно будет с любой точки, даже заходя "в тыл" происходящему. Новое телевидение должно также позволить зрителю ощущать запахи по ходу действия, чувствовать, например, дуновение ветра. Предполагается также возможность потрогать демонстрируемый объект. Эту функцию разработчики считают особенно важной, поскольку, по их мнению, новое телевидение будет выполнять и функции виртуального магазина, где можно будет спокойно выбрать и "пощупать" предлагаемые товары. Для передачи тактильных ощущений исследователи предлагают различные методы, включая ультразвук, электрические стимуляторы и движение воздуха.      Министерство коммуникаций Японии планирует приоритетное финансирование исследовательских работ по этому проекту. К нему подключаются представители научных кругов, госструктур и промышленности. Главной движущей силой виртуального телевидения будет, скорее всего, набирающая обороты электронная торговля. Сегодня этот вид бизнеса, обороты которого могут достигнуть к 2010 году 100 миллиардов долларов, натолкнулся на серьезный барьер - покупатели хотят чувствовать товар - примерить обувь, потрогать ткань, проверить на ощупь качество изготовления. Это уже не прихоть, а необходимость. Особенно покупатели старшего поколения категорически отказываются верить поставщикам на слово и ориентироваться на скупую двумерную картинку (а доля таких пользователей сети с каждым днем увеличивается). Электронная коммерция может сильно подтолкнуть проект виртуального телевидения, поскольку сильно в заинтересована. Потому не исключено, что планы VR TV станет реальностью даже раньше намеченного срока       Вышеописанные технологии в скором будущем полностью изменят современные способы использования электроники. Взаимодействие пользователей с компьютерами поднимется на совершенно новый уровень. Работа с устройствами станет более интуитивной и близкой к реальной жизни. Постепенно нас ждет переход от неосязаемой виртуальности Инернета к ощутимости Интер-предметного пространства.       Использованы материалы: robotica.co.uk, "Известия", lenta.ru, Компьюлента, ВинТА, "Независимая газета", Страна.Ru, Км.ru, ITC Online, CNews.ru, MEMBRANA.Ru, 3Dnews, SvobodaNews.ru, BBC News Online, PC World, Guardian Unlimited, Forbes.com, allmedia.ru, ferra.ru.       Р. Кагиров