الإعلانات
تقريبا كل محرج لماذا ستفجر تكنولوجيا الواقع الافتراضي عقلك في 5 سنواتيتضمن مستقبل الواقع الافتراضي تتبع الرأس والعين والتعبير ، ولمسة محاكاة ، وأكثر من ذلك بكثير. ستتوفر لك هذه التقنيات المدهشة خلال 5 سنوات أو أقل. قراءة المزيد ركز عمل الواقع الافتراضي الذي تم إنجازه حتى الآن على حواسين فقط: بصرك وسمعك. هذه بداية رائعة ، والتي ستمكن الكثير تجارب قوية الواقع الافتراضي على وشك تغيير صناعة الأفلام إلى الأبد: إليك كيفية ذلكالواقع الافتراضي هو طريقة جديدة للتواصل مع عارضك ، ويجد العديد من الأشخاص الذين لديهم خلفية في صناعة الأفلام التقليدية أن الاحتمالات مثيرة. قراءة المزيد ، لكنها غير مكتملة. من أجل الانغماس الكامل للمستخدمين في بيئات الواقع الافتراضي التفاعلي ، سيكون من الضروري بناء الأجهزة الطرفية التي تشرك تمامًا حواسك.
لسوء الحظ ، فإن اللمس أكثر صعوبة في خداعه من الرؤية. مع الرؤية ، كل ما يجب أن تفعله الأجهزة هو مقاطعة الإشارات التي تنتقل إلى العيون. في المقابل ، يغطي الجلد حوالي مترين مربعين من جسمك ويوضح التفاعلات المعقدة ذات الاتجاهين مع العالم.
هذا هو العضو الذي تحاول التكنولوجيا اللمسية خداعه ، وهو صعب. يوجد
عدد من الأجهزة الطرفية الخطوة التالية في غمر الواقع الافتراضي - Razer Hydra & The Omniالآن بعد أن أصبح Oculus Rift في أيدي المطورين والمتحمسين (اقرأ مراجعتي الشاملة لـ Oculus Rift) ، فإن العمل على إصدار المستهلك يجري على قدم وساق. ألعاب جديدة قيد التطوير ، موجودة ... قراءة المزيد الموجودة للمساعدة في بناء الانغماس ، ولكن لا يوجد أي منها يوفر حاليًا تجارب حسية مقنعة حقًا.تتفاقم المشكلة لأن تحفيز الجلد ليس له تاريخ طويل من البحث الذي تفعله العروض الضوئية. كان أول استخدام لشاشة المسح لإعادة إنشاء الصورة في عام 1907 ، واستغرق الأمر الباحثين والمهندسين ما يقرب من قرن كامل للحصول على شاشات صغيرة ودقيقة بما يكفي لتوفير تجربة واقع افتراضي جيدة. الرحلة المكافئة ، للمس ، بدأت الآن فقط.
في هذه المقالة ، سنستكشف بعض التقنيات قيد التطوير اليوم والتي يمكن أن توفر بعض الإحساس باللمس لمستخدمي الواقع الافتراضي. لقد صنفت التقنيات حسب جودة الخبرة التي يمكن أن توفرها ، ومقدار العمل المطلوب قبل أن يتم تسويقها.
قعقعة
تتمثل إحدى الطرق البسيطة لتقديم ملاحظات قوة بدائية في استخدام المحركات الاهتزازية البسيطة ، من النوع الموجود في حزم الدمدمة للتحكم في ألعاب الفيديو الحديثة. تتخذ هذه أبعادًا جديدة في الواقع الافتراضي ، حيث إنها قادرة على ربط ترددات وكثافات اهتزاز محددة بحدود الأشياء الافتراضية.
يمكن للمستخدمين الشعور بفتحة صغيرة عند لمس كائن أو عنصر واجهة مستخدم ، ونبض أقوى عند تنشيطه (على غرار ردود الفعل على شاشات الهواتف الذكية الحديثة).
يمكن استخدام هذا النوع من الملاحظات أيضًا لنقل نسيج الأسطح. مع وجود وحدة تغذية راجعة للقوة على كل إصبع ، كما هو الحال في Glove1 ، يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة للتنقل بين الواجهات الافتراضية مع إغلاق عينيك. ومع ذلك ، توفر هذه التقنية نهجًا متقشفًا ووظيفيًا للمس ، ولن تكون أبدًا منشئًا غامرًا.
هابتكس قص الجلد
تعتمد تقنية قص الجلد على حقيقة مدهشة حول إحساسنا باللمس ، وهو أننا نحكم بشكل أساسي على الضغط الخفيف غير المؤلم حسب درجة انزلاق بشرتنا (شيء يمكنك اختباره بسهولة عن طريق لمس بقعة على بشرتك وانزلاق اصبع اليد.
مع تمدد الجلد ، يزداد الإحساس بالضغط. هذا مفيد ، لأن قص الجلد هو شيء يسهل إعادة إنتاجه ميكانيكيًا ويمكنه توفير وهم الضغط المستمر ، وهو أمر غير ممكن مع اهتزاز بسيط محرك.
في الوقت الحالي ، فإن أكثر تطبيق متقدم لهذه التقنية هو وحدة التحكم التكتيكية Haptics ، التي ترتبط بنظام التحكم في الحركة STEM وتوفر ردود فعل ضغط قاسية استجابة للتفاعلات الافتراضية مثل ارتداد البندقية ، وتحريك عصا من خلال مادة ، وتأرجح الوزن الظاهري حول افتراضية سلسلة.
النتائج مقنعة بشكل مدهش لبساطة الآلية. من السهل تخيل بناء قفاز يوفر هذا النوع من التعليقات بمزيد من الدقة ، مما يسمح بالافتراضية الأجسام لها كثافة ، إن لم تكن صلابة: يمكن للأجسام أن تشعر بالصعوبة ، فلن تكون قادرة على إيقاف حركة الجسم يد المستخدم.
يعد هذا تحسنًا كبيرًا ، على الرغم من أنه يحتوي على العديد من القيود نفسها مثل الدمدمة البسيطة - يمكن لتقنية الجلد الشفافة خداع حاسة اللمس ، لكنها لا يمكن أن تخدع الإدراك الحسي (الإحساس الحدسي بمكان أطرافك وكيف تكون متحرك). حتى إذا أخبرته بشرة المستخدم أنه قد أصاب شيئًا صلبًا ، فإن عضلاته تعرف أن يده تتحرك بسلاسة من خلالها.
تجهيزات الروبوتات
هذا هو الجزء الذي يبدأ فيه كل شيء في أن يصبح غريبًا بعض الشيء. لنفترض أن التكنولوجيا تحتاج إلى أن تكون قادرة على منع المستخدمين من دفع أيديهم من خلال الأشياء ، لخلق وهم أكثر إقناعًا بالصلابة. هذا يعني أنك بحاجة إلى ممارسة القوة على الطرف من إطار مرجعي خارجي.
إن أبسط طريقة لتحقيق ذلك هي استخدام الروبوتات ، التي ترتبط إما بجسمك أو بالأرض ، مما يمنع حركتها خارج حدود الهندسة الافتراضية.
لمجرد اليد (السماح للمستخدم بالاستيلاء على صلابة الأشياء الافتراضية والشعور بها ، يبدو هذا شيء من هذا القبيل.
مخيف نوعا ما ، أليس كذلك؟ حسنًا ، هناك الكثير من الأشياء التي لا تزال لا تستطيع القيام بها. ماذا لو كان الجسم الذي تلمسه ثقيلاً؟ ماذا لو كان شيئًا صلبًا ، مثل الجدار ، يحتاج إلى مقاومة حركات الكتفين والمرفقين ، وكذلك الرسغ والأصابع؟ حسنًا ، فأنت بحاجة إلى شيء مثل هذا:
لا يسرد موقع cyberglove على الويب سعر الجهاز في الفيديو أعلاه ، ولكن الأنظمة الأخرى مثله تصل إلى مئات الآلاف من الدولارات. جزء من السبب في ذلك هو أن عددًا قليلاً فقط من المنظمات الصناعية والعسكرية يشتري هذه الأجهزة بالفعل (وبأعداد صغيرة جدًا) ، مما يؤدي إلى رفع السعر.
الجزء الآخر هو أن هذه قطع رائعة من المعدات على المستوى التقني. ضع في اعتبارك ما هو ضروري لتقديم تجربة تغذية راجعة مقنعة لمسة شيء صلب. إذا وضع المستخدم يده على جدار افتراضي ودفع ، فيجب على النظام اكتشاف الحركة ، والتشاور مع المحاكاة لتحديد أنه يلمسون جسمًا صلبًا ، ثم يحركوا بدنياً (وبسوائل) عضو الإنتاج لمقاومة الحركة ويعيدوا يد المستخدم إلى مكانها الأصلي.
كل هذا يحتاج إلى تحقيقه قبل أن يتمكن الدماغ من تسجيل بدء الحركة. هذا تحدٍ تقني هائل ، وحتى أفضل الأجهزة اليوم لا تحققه تمامًا.
القيد الآخر هنا ، بصرف النظر عن التحديات المتمثلة في تخفيض تكاليف التصنيع إلى مستوى مقبول ، يتعلق بجعل التكنولوجيا مريحة. ربط نفسك حرفيا في المحرك الميكانيكي المتقن والقوي له حواجز نفسية كبيرة مرتبطة به. من المشكوك فيه ما إذا كان المستخدمون سيكونون على استعداد لتحمل هذا النوع من الإزعاج على أساس منتظم ، حتى إذا كانت التكنولوجيا معقدة بما يكفي لتوفير تجربة جيدة.
أقرب هذه التكنولوجيا التي تم نشرها على مستوى المستهلك هي في شكل مثل الأجهزة المس شيئًا غير موجود - تقنية اللمس [MakeUseOf يشرح]Haptics هي تقنية اللمس. في سياق بيئة افتراضية ، قد يعني ذلك أن تكون قادرًا على لمس شيء ما غير موجود فعليًا والشعور به ، ولكن هذا بالتأكيد ليس استخدامه الوحيد. من عند... قراءة المزيد نوفينت فالكون. فالكون ليس جهازًا واقعًا افتراضيًا على هذا النحو ، نظرًا لأن مساحة عمله عبارة عن كرة لا يتجاوز عرضها بضع بوصات - هذا قال ، أنها توفر ردود فعل عالية الدقة ، وثلاثة محاور ، وهي الجهاز الوحيد في سعر المستهلك الذي يفعل ذلك وبالتالي.
تعمل شركة Novint على هيكل خارجي قائم على الذراع يسمى Xio لبعض الوقت ، على الرغم من أن هذا المشروع يبدو في حالة من النسيان في الوقت الحالي ، في أعقاب المشاكل المالية للشركة.
من المحتمل أن تكون هذه الأنواع من التركيبات أبسط وأرخص من خلال استخدام البوليمرات الكهربائية - "العضلات" الاصطناعية مصنوعة من البلاستيك التي تتقلص استجابة للتيار الكهربائي ، وعادة ما تكون أرخص وأكثر إحكاما من المحركات الخطية المكافئة.
ملاحظات صوتية
نهج مستقل تمامًا للمشكلة هو استخدام شبكات الموجات فوق الصوتية على مراحل لخلق كثافة أنماط التداخل في الهواء ، التي يسجلها الجلد على أنها صلبة ، ويمكن أن توفر فعلية مقاومة. يمكن استخدام هذه التقنية لإسقاط كائنات ثلاثية الأبعاد افتراضية في الهواء يمكن للمستخدمين لمسها ، مع عقد موجات ضغط متقاطعة تنتج قوة حقيقية على يدي المستخدم.
للوهلة الأولى ، قد تبدو هذه النقطة السحرية للتعليقات اللمسية للواقع الافتراضي. لسوء الحظ ، هناك بعض القيود. الدقة محدودة بالاستجابة التكرارية للسماعات ، بالإضافة إلى عدد منهم: القدرة على تغطية مساحة مكانية كبيرة ليست عملية بالضرورة.
والأهم من ذلك ، هناك "تسرب" كبير - تشكل الطاقة الصوتية عقدًا غير مقصودة و شبه العقد في الفضاء حول المكان الذي يتم فيه إنشاء الأنماط المتعمدة (شيء يمكنك رؤيته فيه الزيت). الضغوط التي ينتجها هذا النظام ضعيفة للغاية: محاولة توسيعها إلى أحجام يمكن أن تمارس مضاعفات رطل من الضغط على جسمك قد ينطوي على كمية هائلة من الطاقة وقد يكون خطرًا جسديًا المستخدمين.
تحفيز الأعصاب
أخيرًا ، سنأخذ لحظة للتطرق إلى تقنية أكثر المضاربة. إحدى الطرق (يجادل بعض الناس بالطريقة النهائية) للتفاعل مع حاسة اللمس هي من خلال تحفيز الأعصاب مباشرة في أذرع المستخدم أو العمود الفقري أو الدماغ. من خلال القيام بذلك ، من الممكن أن تخدع اللمسة العميقة ، والاستدراك الذاتي ، وتسعة ياردات كاملة - بما في ذلك الأحاسيس مثل درجة الحرارة التي قد تكون غير عملية لتحقيقها مع بدلة أو المحرك الآلي. من المحتمل أن يتمكن العلماء من القيام بكل ذلك دون الحاجة إلى بدلات الروبوت المرهقة أو الشبكات الصوتية المرحلية.
لقد تم بالفعل القيام ببعض الأعمال على هذه الجبهة في مجال الأطراف الاصطناعية ، عن طريق النقر مباشرة إلى أعصاب مقطوعة لإرسال إشارات من أجهزة الاستشعار في الطرف الاصطناعي ، لخلق إحساس اصطناعي لمس. اتصال. صلة.
يمكن أن يوفر تحفيز الدماغ ردود فعل مماثلة. تتمثل المشكلة الأساسية في هذه الأنواع من التقنيات في أنها تتطلب جراحة عدوانية إلى حد ما من أجل أن تكون قادرة على تثبيت الواجهات العصبية - الجراحة التي تكون محفوفة بالمخاطر بشكل غير مقبول لدى الأشخاص الأصحاء. كما أنها خشنة إلى حد ما وخشنة من حيث دقة التعليقات.
من أجل أن تكون هذه عملية كنموذج واجهة لمسية ، تحتاج حقًا إلى أن تكون قادرًا على الحصول على دقة واجهة القطب الكهربائي بشكل أدق ، وتقليل غزو الإجراء. هناك عدد قليل من الأساليب هنا ، تتراوح من تكنولوجيا النانو كيف تغير تقنية النانو مستقبل الطبإمكانات تكنولوجيا النانو غير مسبوقة. سوف تستهل المجمعات العالمية الحقيقية في تحول عميق في حالة الإنسان. بالطبع ، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه. قراءة المزيد ذ ل علم الوراثة التحكم في الدماغ بالضوء: من الممكن مع Optogeneticsعلى مدى السنوات القليلة الماضية ، ظهرت تقنية جديدة تسمى "علم الوراثة البصرية" ، والتي قد تساعد العلماء على كشف أسرار الدماغ (وعلاج اضطراباته) بطريقة جديدة تمامًا. قراءة المزيد ، ولكن يبدو من الآمن أن نقول إن الاختراقات الرئيسية غير مرجحة في السنوات القليلة المقبلة.
مستقبل اللمس
لا تزال الأيام الأولى للواقع الافتراضي ، ولا يوجد حتى الآن طلب كبير من المستهلكين على الواجهات اللمسية - ولكن سيكون هناك. إن الاندفاع الذهبي الهائل لإبداع الواقع الافتراضي بدأ الآن فقط ، ومن المحتمل أن نرى كل هذه التقنيات تتحسن بشكل كبير في السنوات القادمة.
ومع ذلك ، لا تبدو أي من التقنيات الحالية مثالية. جميعهم لديهم عيب خطير واحد على الأقل ، سواء من حيث جودة الإحساس الذي يمكنهم توفيره ، أو العوائق التي تحول دون استخدامهم. من الممكن تمامًا أن الحل "المثالي" النهائي لمدخلات الواقع الافتراضي لم يتم اختراعه بعد. إذا كان الأمر كذلك ، فأنا حريص على رؤية المطورين الذين سيطرحون بعد ذلك.
هل أنت متحمس لواجهات الواقع الافتراضي اللمسية؟ هل هناك منتج أو تقنية مثيرة لم نقم بتغطيتها هنا؟ اسمحوا لنا أن نعرف في التعليقات!
ائتمانات الصورة: صيد اليد عبر Shutterstock
وكاتب وصحفي مقيم في الجنوب الغربي ، يُضمن أندريه أن يظل يعمل حتى 50 درجة مئوية ، وهو مقاوم للماء حتى عمق اثني عشر قدمًا.
