Résoudre le problème de marche infinie de la VR avec les Moon Boots

"Il s'agit de la continuité de l'expérience", a déclaré Brad Factor. « Il s’agit de maintenir cette immersion. Il s’agit de facilité d’utilisation et de courbe d’apprentissage: ne pas avoir besoin d’apprendre à quelqu’un comment utiliser la réalité virtuelle, mais simplement être capable de mettre le casque et de découvrir le monde virtuel de manière naturelle. C’est en grande partie ce sur quoi nous nous concentrons.

Factor, fondateur et PDG d'une société appelée EktoVR, a inventé ce qui est, en substance, une paire de grosses bottes de marche sur la lune d'aspect cyberpunk à utiliser dans des environnements de réalité virtuelle. Si Dorothy portait des pantoufles rubis pour voyager en toute sécurité à travers le pays magique et technicolor d'Oz en Le magicien d'Oz, alors l’invention de Factor est conçue pour permettre des voyages tout aussi sûrs grâce à la réalité virtuelle.

Vous êtes-vous déjà demandé comment il était possible de créer un scénario VR convaincant qui vous permette, par exemple, de parcourir le Désert du Sahara sans l'expérience douloureuse et briseuse d'immersion d'une collision avec un mur dans votre appartement? Ekto VR pense avoir la réponse: enfilez une paire de bottes de simulation de l'entreprise par-dessus vos chaussures habituelles, enfilez un casque VR et vous pouvez faire l'expérience de marcher dans des environnements virtuels bien plus grands que l'espace physique dans lequel vous êtes contenu dans.

Les bottes d'Ekto VR fonctionnent en utilisant un ensemble de roues motorisées sur leur face inférieure, qui tournent à contre-courant de la vitesse à laquelle l'utilisateur marche. Afin d'éviter le mal des transports, les bottes permettent à l'utilisateur de faire dans un premier temps plusieurs pas en avant. Ceci est fait pour fournir les signaux vestibulaires nécessaires à l’oreille interne pour indiquer à leur corps qu’ils accélèrent vers l’avant. Cependant, après quelques pas, les bottes ramènent automatiquement le porteur au centre de la pièce, donnant ainsi l'impression de marcher sur place, comme sur un tapis roulant. Pendant ce temps, l’utilisateur pense qu’il continue de progresser – et, sur la base de la scène VR qu’il vit, c’est effectivement le cas.

« En ce qui concerne les commentaires que nous recevons le plus dans les démos, les gens sont presque totalement convaincus – et, en dans certains cas, ils sont totalement convaincus – qu’ils vont quitter la pièce », a déclaré Factor à Digital. Les tendances. « Les gens nous demandent: « Est-ce que [les bottes] sont en place? Travaillent-ils? Est-ce que je m’approche du bord [de la pièce] ?’ C’est vraiment comme s’ils n’avaient aucune idée de l’endroit où ils se trouvent. Ils sont immergés dans l’environnement au point qu’ils ne sont plus certains d’être toujours dans la pièce qu’ils ont commencée.

(Remarque: Digital Trends n’a pas été en mesure de mettre ces chaussures à l’épreuve nous-mêmes.)

Avant de se lancer dans la création de bottes VR, Factor était employé par Honeywell Aerospace, où il a passé huit ans à construire des systèmes de commandes de vol pour des avions comme le Boeing 787 Dreamliner. Dans ce cas, il était responsable de certaines des technologies de base qui permettent à 200 à 300 personnes à la fois de s'asseoir, apparemment stationnaires, à l’intérieur d’un grand tube métallique, avant d’émerger à des milliers de kilomètres de leur destination.

Maintenant, il travaille sur l’inverse de ce problème: garder les gens à l’école tout en faisant croire à leur cerveau qu’ils parcourent de grandes distances. S’il parvient à le résoudre au niveau commercial, il sera le premier – mais il n’est pas le seul à essayer.

Le problème de la marche sans fin

Ekto VR n'est pas la première entreprise à tenter de résoudre le problème de la marche sans fin en VR, parfois appelé défi LI (interface de locomotion). Les efforts en ce sens remontent au moins aux années 1980. Dans Howard Rheingoldle livre de 1991 Réalité virtuelle: la technologie révolutionnaire des mondes artificiels générés par ordinateur et comment elle promet de transformer la société, raconte l'auteur en utilisant un tapis roulant VR à l'Université de Caroline du Nord.

Associé à un casque VR, le tapis roulant a permis aux utilisateurs de parcourir une version virtuelle de Sitterson Hall, aujourd'hui siège du département informatique de l'UNC. Ce faisant, la démo VR a permis de découvrir ce que ce serait de se promener dans une version tridimensionnelle grandeur nature d'un bâtiment qui était alors encore en phase de construction.

"J'ai pu me promener dans les couloirs d'un bâtiment entier sans jamais quitter physiquement une petite pièce parce que je marchais sur un tapis roulant, m'accrochant à une paire de guidons", a écrit Reinghold. «Quand j'ai voulu tourner à droite et que j'ai découvert ce qu'il y avait au bout du couloir que je pouvais voir s'étendre dans cette direction, j'ai tourné le guidon et j'ai continué à marcher tout droit. Il a fallu une minute pour s’y habituer.

Outre l'UNC, d'autres tentatives visant à résoudre le problème de la marche sans fin ont été menées à l'Université de l'Utah, qui a développé une machine appelée TreadPort. Il comportait un grand tapis roulant doté d'un mécanisme d'inclinaison, combinant des interfaces de locomotion avec des sens visuels, auditifs et olfactifs – et même des éléments de chaleur rayonnante et de vent.

De nombreux travaux ont également été réalisés au Japon, notamment à l'Université de Tsukuba. "Je dirais que vous pourriez pointer du doigt toutes les solutions qui existent aujourd'hui, en particulier celles matérielles, et dire [que des chercheurs de l'Université de Tsukuba] l'ont déjà essayée", a déclaré Factor. « Ils ont réalisé un tapis roulant omnidirectionnel. Ils ont fait quelque chose de très similaire à notre point de départ, appelé chaussures motorisées. Ils ont fait un marcheur à cordes. Ils ont essayé huit approches différentes, peut-être même plus. Je ne pense pas qu’ils aient essayé de faire avancer l’un d’entre eux [jusqu’à la commercialisation]. »

Plus récemment, une solution innovante au problème de la marche sans fin a été développée par des chercheurs d'Unity Technologies Japan, qui crée le illusion d'un couloir virtuel infini à l’intérieur d’un « espace de jeu » mesurant 16 x 22 pieds. Appelée « marche redirigée », cette approche vise à faire croire au cerveau que le sujet marche en ligne droite alors qu’en réalité, il marche en cercle géant.

Une autre approche encore, développée par des chercheurs de l'Université de Stony Brook, de Nvidia et d'Adobe, fait quelque chose de similaire sur le plan conceptuel en utilisant un HMD (visuel monté sur la tête) à suivi oculaire pour détecter les saccades des utilisateurs, les mouvements oculaires rapides qui se produisent lorsque les individus regardent différents points de notre champ de vision, par exemple en scrutant une pièce. En « piratant » efficacement ces saccades, il est possible de rediriger la direction de marche des utilisateurs sans provoquer de vertiges ou d’inconfort.

"Nous sommes le système biologique le plus compliqué, certainement plus que n'importe quel tapis roulant par exemple, n'est-ce pas ?" Qi Sun, auteur principal de l'étude, a déclaré à Digital Trends. « Alors pourquoi ne pas utiliser la machine la plus courante, mais la plus complexe – nous-mêmes – pour permettre ce type d’expérience que nous voulons résoudre. C’était la motivation initiale de niveau supérieur de cette recherche.

Ce qui est intéressant dans la myriade d’approches pour résoudre le défi sans fin de la marche, c’est que même plusieurs décennies plus tard, il n’existe toujours pas de solution convenue qui a poussé les chercheurs à tout abandonner. autres. Personne n’a encore créé la solution commerciale parfaite qui éclaire clairement la voie vers l’avenir. Cela signifie que non seulement tout reste à jouer en termes de propriétaire de ce marché, mais également en termes de spécificités de l’approche adoptée.

La prochaine grande nouveauté en VR ?

La technologie des interfaces de locomotion sera-t-elle la prochaine grande nouveauté de la réalité virtuelle? Tout dépend si la réalité virtuelle consiste en fin de compte à créer des mondes virtuels ou simplement à fournir un nouveau type d’interface. S’il s’agit d’une interface utilisée principalement pour des applications pratiques comme l’équivalent VR des réunions Zoom, ce type de réalisme n’a peut-être pas beaucoup d’importance. Dans ce cas, être capable de parcourir de grandes distances en VR pourrait être non seulement inutile, mais en réalité préjudiciable à l’expérience utilisateur. Par exemple, une version VR du shopping ne doit pas nécessairement reproduire l’expérience de parcourir les allées et de porter un panier de plus en plus lourd. Ce serait un déclassement majeur par rapport à la facilité d’achat en un clic d’Amazon.

D’un autre côté, si les cas d’utilisation les plus convaincants de la réalité virtuelle proviennent de la création de mondes virtuels convaincants, le problème de la locomotion doit absolument être résolu. Étude après étude, les sujets trouvent des environnements de réalité virtuelle plus immersif, avec un sentiment subjectif de présence plus élevé, lorsqu'ils s'y déplacent en marchant virtuellement plutôt que, par exemple, en se téléportant entre des emplacements à l'aide d'un contrôleur portable. Comme un étude de 2004 Selon des chercheurs japonais, la sensation de marcher affecte les « cartes cognitives des gens », la façon dont notre cerveau traite la distance et le mouvement. En bref, la marche ajoute de la vraisemblance à la réalité virtuelle, ce qui peut inciter notre cerveau à percevoir ce que nous voyons comme réel.

Le jeu est un excellent exemple de cas d’utilisation qui ne fera que devenir plus convaincant à mesure que l’expérience se rapproche de la réalité – mais pas seulement pour les jeux. Par exemple, si vous êtes un architecte souhaitant montrer à un client de l’immobilier commercial à quoi ressemblera la conception d’un nouveau centre commercial une fois installé. construit, être capable de parcourir une version virtuelle du bâtiment (comme Rheingold en a parlé il y a plus de 30 ans) serait extrêmement bénéfique.

Applications industrielles et au-delà

En ce qui concerne Ekto VR, Factor a déclaré que son entreprise visait initialement ces derniers types d'applications industrielles.

« Lorsque vous abordez le type d'applications de formation [VR] plus vastes, parlant de raffineries, de pipelines, de plates-formes offshore, ou Dans les installations de fabrication ou lors des inspections d’avions, les gens diront: « Eh bien, [nous pourrions simplement utiliser une interface qui téléporte les utilisateurs autour d’elle] » il a dit. « C’est formidable du point de vue du débit si l’objectif pour lequel vous optimisez est de voir rapidement des zones complètement indépendantes les unes des autres. Mais nous nous tournons de plus en plus vers des scénarios plus complets dans lesquels vous devez effectuer une inspection complète de la peau de l'avion, ou voir comment quelque chose au niveau de la roue arrière [d'un avion] se connecte à la roue avant, ou une vanne dans une usine affecte un condenseur dans une autre partie [de l'avion]. bâtiment]. Cela nécessite vraiment que vous compreniez beaucoup mieux votre environnement [et comment ils se rapportent spatialement les uns aux autres.] »

En gardant à l’esprit ces types d’applications industrielles, Ekto prévoit de lancer son programme bêta de partenariat au premier semestre 2022. En ce qui concerne les prix, Factor a déclaré que la société était encore en train d’évaluer ses options – proposer des kits à la vente ou à la location. Le prix exact n'a pas encore été annoncé, mais un premier achat pur et simple se situerait probablement entre 15 000 et 20 000 dollars.

"Maintenant, évidemment, les types de prix dont nous parlons ne sont pas destinés aux consommateurs – et, dans une certaine mesure, ne conviennent même pas à la plupart des cas d'utilisation en entreprise", a déclaré Factor. « Cela tient en grande partie au faible volume à ce stade. À mesure que nous augmentons le volume, nous espérons réduire considérablement les coûts et les prix.

À terme, a-t-il déclaré, la société visera à vendre sur le marché à des prix inférieurs à 1 000 dollars, ce qui en fera une proposition plus convaincante pour les applications quotidiennes. Cela inclut la perspective de davantage de cas d’utilisation destinés aux consommateurs.

La marche sans fin n’est pas la seule partie absente du puzzle de la réalité virtuelle. La simulation du toucher, de l’odorat, du goût et bien d’autres domaines restent encore à résoudre et commencent seulement à attirer l’attention des chercheurs tournés vers l’avenir. Attendez-vous à en voir beaucoup plus dans les mois et les années à venir. Après tout, le battage médiatique autour de la VR – une partie du concept plus large d'un métaverse– n’a pas été plus chaud depuis des années.

Quelle que soit l’appellation que vous lui donnez, nous allons passer beaucoup de temps dans des mondes virtuels, il est donc crucial de bien faire les choses.

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