Holotron: A Robotic Exosuit for Virtual Reality

Der var engang engang, i begyndelsen af ​​1990'erne for at være præcis, hvor den største hindring for at opnå high-end virtual reality var det faktum, at billederne var for uklare og langsomt bevægende. I dag har vi bevæget os langt ud over disse tidlige begyndervanskeligheder. Med imponerende billeder og tredimensionel lyd har VR ingen problemer med at skabe en overbevisende fordybende oplevelse - i det mindste fra et audiovisuelt perspektiv.

Men virtuelle verdener er endnu ikke så overbevisende, som de kunne være - og manglen på andre sanser, overvejende berøring, er en stor del af det. Berøring er en vigtig del af den måde, vi interagerer med den fysiske verden på. Vores øjne kan fortælle os en del af historien, men det er at røre ved genstandene omkring os, der virkelig sælger oplevelsen.

Marcel Reese, hjernen bag et tysk VR exosuit-projekt kaldet

En virtuel verden, der ikke kan skelnes fra livet

"Problemet, jeg forsøgte at løse med Holotron, er, hvordan man skaber en virtuel verden, der ikke kan skelnes fra det virkelige liv," sagde Reese til Digital Trends. "Det kan også forstås som at finde den perfekte mand-maskine grænseflade, hvor du styrer avataren ved at gøre, hvad du normalt ville gøre."

Force-feedback-grænsefladen på Holotron exoskelettet fungerer ved at måle de kræfter, brugeren udøver, og derefter sende dette til en computer, hvor avataren i en virtuel verden genskaber dem ved hjælp af det, Reese kaldte "virtuelle muskler." Afhængigt af de fysiske begrænsninger af det virtuelle miljø, vil dette tillade avataren at flytte eller ikke. For eksempel, hvis avatarens ben skubber mod en lille bold med en stor kraft, vil bolden give efter, når brugeren udfører et spark. Hvis en lignende bevægelse forsøges på en tung sten, vil stenen ikke give efter, og exosuiten kan begrænse brugerens benbevægelse.

Men ingen, undtagen måske den største fodbold-straffekonkurrenceentusiast, ifører sig en robot-eksosdragt udelukkende for at kunne sparke en bold i VR med øget sandsynlighed. Den helt store udfordring med hensyn til bevægelse i VR er fortsat, hvordan man giver brugerne mulighed for at gå uden at blive stoppet af det fysiske, virkelige miljø, brugeren befinder sig i. Andre forskere har undersøgt løsninger på det alt fra løbebånd til et mærkeligt trick, der snyder hjernen til tænker, at det går i en lige linje når den i virkeligheden går i cirkler.

I tilfældet med Holotron involverer tilgangen en større robot kaldet bevægelsessimulatoren, som suspenderer og flytter eksoskelettet (og i forlængelse heraf brugeren) i luften. Brugeren forbliver stationær, men Holotron-opsætningen giver den nødvendige bevægelse for at lade dem føle, at de er i bevægelse.

"Brugeren går ikke længere på et rigtigt gulv, og føler i stedet det virtuelle gulv kun gennem fodpladerne på eksoskelettet eller andre kropsdele, hvis [han eller hun] måske kravler," sagde Reese. ”Det er vigtigt, at brugeren aldrig skal besvære sig med at regulere sin egen kropsbalance. Med Holotron kan brugeren fuldt ud koncentrere sig om at kontrollere avatarens krop."

Reese sagde, at mulige applikationer til denne mere fordybende VR-opsætning kunne variere fra spil til jobtræning. Mens regelmæssig gang er et øjeblikkeligt fokus, kunne teknikken bruges (og i tidlige testversioner) bruges til anden bevægelse typer såsom kravling, hop, klatring, ridning, svømning, basespring, surfing - eller endda at bruge tid i mikrogravitation i plads.

Kunne også styre telepresence-robotter

Spændende nok forestiller han sig også, at denne hardwareopsætning bliver et nyttigt værktøj til at styre telepresence-robotter, en koncept, der allerede er begyndt at blive brugt (ikke nødvendigvis med denne specifikke teknologi) til applikationer op til og herunder livreddende operation.

"Der er mange applikationer til fjernbetjente humanoide robotter," sagde Reese. "Dette inkluderer farlige miljøer, fjernindustrielle reparationer, fjernmedicinske tjenester eller simpelthen fjernarbejde generelt, hvor enhver kan arbejde hvor som helst med det samme. En masse almindelig rejse og pendling kunne reduceres ved at bruge teleopererede humanoide robotter."

Reeses ambitioner på dette område er lige begyndt. "De [fine] detaljer af … interaktion med det virtuelle miljø, som teksturen af ​​et groft stykke træ eller bumpene fra en avocado, kan [endnu] ikke mærkes realistisk af brugeren," sagde han. "I begyndelsen er det ikke nødvendigt... Men man kan tilføje højopløselige taktile skærme over hele kroppen for at få brugeren til at føle selve detaljerne i hver genstand, han eller hun rører ved. Senere tilføjelser vil omfatte dette og også termiske skærme, lugt og smag."

Han sagde, at planen i sidste ende er at kommercialisere Holontron, selvom det i øjeblikket er for tidligt at overveje at gøre dette. Ikke desto mindre giver dette en smag af, hvordan fremtiden for virtual reality kunne se ud. I hvert fald, så længe du har masser af plads i dit hjemmespilsrum.

Redaktørens anbefalinger

• Løser VR's 'uendelige gang'-problem med månestøvler
• 10 Utrolige teknologier, der ikke eksisterede for ti år siden
• Ny letvægts robot-eksosuit gør gang og løb meget nemmere
• Trippy VR-demo læser dine hjernebølger for at skabe søvnfremkaldende billeder
• Den amerikanske hær bygger en kæmpe VR-slagmark for at træne soldater virtuelt

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.