حل مشكلة المشي اللانهائي في الواقع الافتراضي باستخدام حذاء القمر

قال براد فاكتور: "الأمر يتعلق باستمرارية التجربة". "يتعلق الأمر بالحفاظ على هذا الانغماس. يتعلق الأمر بسهولة الاستخدام ومنحنى التعلم: لا تحتاج إلى تعليم شخص ما كيفية استخدام الواقع الافتراضي، ولكن مجرد القدرة على ارتداء سماعات الرأس وتجربة العالم الافتراضي بشكل طبيعي. هذا كثير مما نركز عليه."

عامل، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة تسمى إكتو VR، اخترع ما هو، في جوهره، زوج من أحذية السير على سطح القمر المكتنزة ذات المظهر السايبربانك لاستخدامها في بيئات الواقع الافتراضي. إذا ارتدت دوروثي نعالًا من الياقوت لتسافر بأمان عبر أرض أوز السحرية ذات الألوان الفنية ساحر أوز، فإن اختراع فاكتور مصمم للسماح بالسفر الآمن بالمثل عبر الواقع الافتراضي.

هل تساءلت يومًا كيف يمكن إنشاء سيناريو واقع افتراضي مقنع يتيح لك، على سبيل المثال، القيام برحلة عبر العالم الصحراء الكبرى بدون التجربة المؤلمة والمحطمة للاصطدام بجدار في داخلك شقة؟ تعتقد شركة Ekto VR أن لديها الإجابة: ارتدي زوجًا من أحذية المحاكاة الخاصة بالشركة فوق حذائك العادي، وارتدِ سماعة رأس VR، و أنت قادر على تجربة المشي عبر بيئات افتراضية أكبر بكثير من المساحة الفعلية التي تحتويها داخل.

تعمل أحذية Ekto VR باستخدام مجموعة من العجلات الآلية الموجودة على جانبها السفلي، والتي تدور عكس السرعة التي يسير بها المستخدم. من أجل تجنب دوار الحركة، تسمح الأحذية لمرتديها باتخاذ عدة خطوات للأمام في البداية. يتم ذلك لتوفير إشارات الأذن الداخلية الدهليزية اللازمة لإخبار أجسادهم بأنهم يتسارعون للأمام. ومع ذلك، بعد بضع خطوات، يقوم الحذاء تلقائيًا بدفع مرتديه مرة أخرى إلى وسط الغرفة بحيث يبدو وكأنه يمشي على الفور، كما لو كان على جهاز المشي. وفي الوقت نفسه، يعتقد المستخدم أنه مستمر في إحراز تقدم للأمام - واستنادًا إلى مشهد الواقع الافتراضي الذي يختبره، فهو كذلك بالفعل.

"فيما يتعلق بالتعليقات التي نتلقاها في أغلب الأحيان في العروض التوضيحية، فإن الناس مقتنعون تمامًا تقريبًا - وفي وقال فاكتور لـ Digital: "في بعض الحالات، يكونون مقتنعين تمامًا بأنهم سيخرجون من الغرفة". اتجاهات. "يسألنا الناس: هل نرتدي الأحذية؟ هل يعملون؟ هل أقترب من حافة [الغرفة]؟ يبدو الأمر كما لو أنهم ليس لديهم أي فكرة عن مكان وجودهم. إنهم منغمسون في البيئة إلى درجة أنهم غير متأكدين من أنهم ما زالوا داخل الغرفة التي بدأوا فيها.

(ملاحظة: لم تتمكن Digital Trends من تجربة هذه الأحذية بأنفسنا.)

قبل أن يشرع في إنشاء أحذية الواقع الافتراضي، تم تعيين فاكتور في شركة Honeywell Aerospace، حيث أمضى ثماني سنوات في بناء أنظمة التحكم في الطيران للطائرات مثل Boeing 787 Dreamliner. في هذه الحالة، كان مسؤولاً عن بعض التقنيات الأساسية التي تسمح لـ 200-300 شخص بالجلوس في نفس الوقت، يبدو أنهم كانوا ثابتين داخل أنبوب معدني كبير، قبل أن يخرجوا على بعد آلاف الأميال إلى وجهتهم.

وهو الآن يعمل على عكس هذه المشكلة: إبقاء الأشخاص في قرطاسية مع خداع أدمغتهم للاعتقاد بأنهم يسافرون لمسافات طويلة. إذا تمكن من حل هذه المشكلة على المستوى التجاري، فسيكون الأول، لكنه ليس الوحيد الذي يحاول.

مشكلة المشي التي لا نهاية لها

Ekto VR ليست الشركة الأولى التي تحاول حل مشكلة المشي التي لا نهاية لها في الواقع الافتراضي، والتي يشار إليها أحيانًا باسم تحدي LI (واجهة الحركة). وتعود الجهود المبذولة للقيام بذلك إلى الثمانينيات على الأقل. في هوارد راينجولدكتاب 1991 الواقع الافتراضي: التكنولوجيا الثورية للعوالم الاصطناعية المولدة بالكمبيوتر، وكيف تعد بتغيير المجتمع، يروي المؤلف باستخدام جهاز الجري الواقع الافتراضي في جامعة نورث كارولينا.

يسمح جهاز المشي، المقترن بسماعة رأس للواقع الافتراضي، للمستخدمين بالمشي عبر نسخة افتراضية من Sitterson Hall، وهي اليوم مقر قسم علوم الكمبيوتر بجامعة UNC. ومن خلال القيام بذلك، أتاح عرض الواقع الافتراضي تجربة ما سيكون عليه الأمر أثناء السير عبر نسخة ثلاثية الأبعاد بالحجم الكامل لمبنى كان لا يزال في مرحلة البناء.

كتب راينجهولد: "لقد تمكنت من التجول في ممرات المبنى بأكمله دون أن أغادر جسديًا غرفة صغيرة أبدًا لأنني كنت أسير على طول جهاز المشي، ممسكًا بزوج من المقاود". "عندما أردت التوجه إلى اليمين واكتشفت ما كان موجودًا في الردهة وكان بإمكاني رؤيته ممتدًا في هذا الاتجاه، أدرت المقود وواصلت السير بشكل مستقيم. لقد استغرق الأمر دقيقة واحدة لتعتاد عليها."

وبصرف النظر عن UNC، تم إجراء محاولات أخرى لحل مشكلة المشي الذي لا نهاية له في جامعة يوتا، التي طورت آلة تسمى TreadPort. لقد تميزت بجهاز مشي كبير مزود بآلية إمالة، تجمع بين واجهات الحركة والحواس البصرية والسمعية والشمية - وحتى عناصر الحرارة والرياح الإشعاعية.

كما تم إنجاز الكثير من العمل في اليابان، وخاصة في جامعة تسوكوبا. قال فاكتور: "أود أن أقول إن بإمكانك الإشارة إلى كل حل موجود اليوم، وخاصة الحلول المتعلقة بالأجهزة، وأقول إن الباحثين في جامعة تسوكوبا جربوه بالفعل". "لقد قاموا بممارسة حلقة مفرغة شاملة الاتجاهات. لقد فعلوا شيئًا مشابهًا جدًا لنقطة البداية التي كانت لدينا، والتي تسمى الأحذية التي تعمل بالطاقة. لقد فعلوا سلسلة المشي. لقد جربوا، ما يقرب من ثمانية أساليب مختلفة، وربما أكثر من ذلك. لا أعتقد أنهم حاولوا دفع أي منهم إلى الأمام [إلى حد التسويق]”.

في الآونة الأخيرة، تم تطوير حل مبتكر لمشكلة المشي التي لا نهاية لها من قبل باحثين من شركة Unity Technologies Japan، والتي خلقت وهم الممر الافتراضي اللانهائي داخل "مساحة لعب" تبلغ مساحتها 16 × 22 قدمًا. ويهدف هذا النهج، الذي يطلق عليه "المشي المعاد توجيهه"، إلى خداع الدماغ للاعتقاد بأن الشخص يسير في خط مستقيم، بينما في الواقع، هو يسير في دائرة عملاقة.

هناك نهج آخر، طوره باحثون من جامعة ستوني بروك، ونفيديا، وأدوبي، يفعل شيئًا مشابهًا من الناحية النظرية باستخدام شاشة HMD (شاشة مثبتة على الرأس) يتم تتبعها بالعين كشف saccades المستخدمين، حركات العين السريعة التي تحدث عندما ينظر الأفراد إلى نقاط مختلفة في مجال رؤيتنا - على سبيل المثال، مسح الغرفة. من خلال "اختراق" هذه الـ saccades بشكل فعال، من الممكن إعادة توجيه اتجاه المشي للمستخدمين دون التسبب في الدوخة أو الانزعاج.

"نحن النظام البيولوجي الأكثر تعقيدًا، وبالتأكيد أكثر من أي جهاز مشي على سبيل المثال، أليس كذلك؟" وقال تشي صن، المؤلف الرئيسي للدراسة، لموقع Digital Trends: "فلماذا لا نستخدم الآلة الأكثر شيوعاً وتعقيداً - أنفسنا - لتمكين هذا النوع من الخبرة التي نريد حلها. كان هذا هو الدافع الأصلي لهذا البحث."

الأمر المثير للاهتمام في الأساليب التي لا تعد ولا تحصى لحل تحدي المشي الذي لا نهاية له هو أنه حتى وبعد مرور عدة عقود، لا يوجد حتى الآن حل واحد متفق عليه يدفع الباحثين إلى إلغاء كل الحلول آحرون. ولم يتوصل أحد حتى الآن إلى الحل التجاري المثالي الذي ينير الطريق نحو المستقبل بوضوح. وهذا يعني أنه لا يزال هناك كل ما يمكن اللعب عليه فيما يتعلق بمن يملك هذا السوق، ولكن أيضًا تفاصيل النهج المتبع.

الشيء الكبير التالي في الواقع الافتراضي؟

هل ستكون تقنية واجهة التنقل هي الشيء الكبير التالي للواقع الافتراضي؟ يعتمد الكثير على ما إذا كان الواقع الافتراضي يدور في نهاية المطاف حول إنشاء عوالم افتراضية أو مجرد توفير نوع جديد من الواجهة. إذا كانت واجهة تستخدم في الغالب للتطبيقات العملية مثل ما يعادل الواقع الافتراضي لاجتماعات Zoom، فقد لا يكون هذا النوع من الواقعية مهمًا كثيرًا. في هذه الحالة، قد لا تكون القدرة على المشي لمسافات طويلة في الواقع الافتراضي غير ضرورية فحسب، بل تضر في الواقع بتجربة المستخدم. على سبيل المثال، لا تحتاج نسخة التسوق بتقنية الواقع الافتراضي بالضرورة إلى تكرار تجربة المشي ذهابًا وإيابًا في الممرات وحمل سلة ثقيلة بشكل متزايد. سيكون ذلك بمثابة تخفيض كبير إلى جانب السهولة السلسة للتسوق بنقرة واحدة في أمازون.

من ناحية أخرى، إذا كانت حالات الاستخدام الأكثر إلحاحًا في الواقع الافتراضي تأتي من إنشاء عوالم افتراضية مقنعة، فإن مشكلة الحركة تحتاج إلى حل بالتأكيد. أظهرت الدراسة تلو الأخرى أن الأشخاص يجدون بيئات الواقع الافتراضي أكثر غامرة، مع إحساس شخصي أعلى بالوجود، عندما يتحركون حوله من خلال المشي الافتراضي بدلاً من، على سبيل المثال، الانتقال الآني بين المواقع باستخدام وحدة تحكم محمولة. كواحد دراسة 2004 وكما يقول الباحثون في اليابان، فإن الإحساس بالمشي يؤثر على "الخرائط المعرفية للناس"، وهي الطريقة التي تعالج بها أدمغتنا المسافة والحركة. باختصار، يضيف المشي إمكانية الواقعية إلى الواقع الافتراضي الذي يمكن أن يخدع أدمغتنا لإدراك ما نراه على أنه حقيقي.

تُعد الألعاب مثالًا رائعًا لحالة الاستخدام التي ستصبح أكثر إقناعًا كلما اقتربت التجربة من الواقع - ولكن ليس فقط للألعاب. على سبيل المثال، إذا كنت مهندسًا معماريًا وترغب في أن تُظهر لعميل عقاري تجاري كيف سيبدو تصميم مركز التسوق الجديد عندما يتم تنفيذه إن القدرة على السير عبر نسخة افتراضية من المبنى (كما ناقش راينجولد منذ أكثر من 30 عامًا) ستكون أمرًا بالغ الصعوبة نافع.

التطبيقات الصناعية وخارجها

وفيما يتعلق بشركة Ekto VR، قال فاكتور إن شركته تهدف في البداية إلى هذه الأنواع الأخيرة من التطبيقات الصناعية.

"عندما تدخل في تطبيقات التدريب الأكبر حجمًا [الواقع الافتراضي]، تتحدث عن مصافي التكرير، أو خطوط الأنابيب، أو المنصات البحرية، أو منشآت التصنيع، أو عمليات تفتيش الطائرات، سيقول الناس: "حسنًا، [يمكننا فقط استخدام واجهة تنقل المستخدمين حولها]". هو قال. "هذا أمر رائع من منظور الإنتاجية إذا كان الشيء الذي تقوم بتحسينه هو الحاجة إلى رؤية المناطق المستقلة تمامًا عن بعضها البعض بسرعة. ولكننا نتناول المزيد والمزيد من هذه السيناريوهات الأكثر شمولاً حيث يتعين عليك إجراء فحص كامل لسطح الطائرة، أو معرفة كيفية القيام بذلك شيء من دولاب الذيل يتصل بدولاب الأنف، أو صمام في نبات يؤثر على مكثف في جزء آخر. مبنى]. وهذا يتطلب منك حقًا فهم البيئة المحيطة بك بشكل أفضل [وكيفية ارتباطها المكاني ببعضها البعض.]

مع أخذ هذه الأنواع من التطبيقات الصناعية في الاعتبار، تخطط Ekto لإطلاق برنامجها التجريبي الشريك في النصف الأول من عام 2022. وفيما يتعلق بالتسعير، قال فاكتور إن الشركة لا تزال تدرس خياراتها – من تقديم مجموعات للبيع أو الإيجار. لم يتم الإعلان عن الأسعار الدقيقة بعد، ولكن من المرجح أن يكون الشراء المباشر الأولي في حدود 15000 دولار إلى 20000 دولار.

وقال فاكتور: "الآن، من الواضح أن هذه الأنواع من الأسعار التي نتحدث عنها، ليست استهلاكية - وإلى حد ما، لا تناسب معظم حالات استخدام المؤسسات". "الكثير من ذلك هو الحجم المنخفض في هذه المرحلة. ومع زيادة الحجم، نتوقع خفض التكاليف والأسعار بشكل كبير.

وقال إن الشركة ستهدف في نهاية المطاف إلى البيع في السوق بأسعار تقل عن 1000 دولار، مما يجعلها عرضًا أكثر إلحاحًا للتطبيقات اليومية. يتضمن ذلك احتمال وجود المزيد من حالات الاستخدام التي تواجه المستهلك.

المشي الذي لا نهاية له ليس الجزء الوحيد الغائب من أحجية الواقع الافتراضي. إن محاكاة اللمس، والرائحة، والذوق، وغيرها هي مجالات أخرى لم يتم حلها بعد - والتي بدأت للتو في جذب انتباه المحققين ذوي التطلعات المستقبلية. نتوقع أن نرى الكثير من هذا في الأشهر والسنوات القادمة. بعد كل شيء، الضجيج المحيط بالواقع الافتراضي - جزء واحد من مفهوم أكبر من Metaverse– لم تكن أكثر سخونة منذ سنوات.

مهما كانت تسميتها، فإننا سنقضي الكثير من الوقت في العوالم الافتراضية، لذلك من المهم أن نقوم بالأمر بشكل صحيح.

توصيات المحررين

• لقد وصلت Vision Pro SDK. وإليك ما تم الكشف عنه حتى الآن
• Meta Quest 3 أصبحت رسمية، لكن Apple تنتظرها
• سماعة الرأس Reality Pro من Apple هي "الأمل الأخير" لصناعة الواقع الافتراضي
• حصلت شركة Apple للتو على براءة اختراع لوحدة تحكم جديدة لسماعات الرأس VR - ولكن هناك مشكلة
• يمكن أن تحصل سماعة الرأس XR من Apple على واحدة من أفضل ميزات جهاز Mac