Вирішення проблеми нескінченної ходьби VR за допомогою місячних чобіт

«Йдеться про безперервність досвіду», — сказав Бред Фактор. «Йдеться про збереження цього занурення. Справа в простоті використання та кривій навчання: не потрібно навчати когось користуватися віртуальною реальністю, а просто мати можливість надіти гарнітуру та природним чином відчути віртуальний світ. Це багато з того, на чому ми зосереджуємося».

Телефонував Фактор, засновник і генеральний директор компанії Ekto VR, винайшов те, що, по суті, є парою масивних, схожих на кіберпанк місячних черевиків для використання у середовищах віртуальної реальності. Якби Дороті носила рубінові тапочки, щоб безпечно подорожувати чарівною, кольоровою країною Оз у Чарівник країни Оз, то винахід Фактора розроблений, щоб дозволити так само безпечно подорожувати через VR.

Ви коли-небудь замислювалися, як можна створити переконливий сценарій VR, який дозволить вам, скажімо, мандрувати Пустеля Сахара без болісного, занурюючого досвіду зіткнення зі стіною у вас квартира? Ekto VR вважає, що у нього є відповідь: одягніть пару черевиків для симуляторів компанії поверх вашого звичайного взуття, одягніть гарнітуру VR і ви можете відчути прогулянку віртуальними середовищами, які набагато, набагато більші за фізичний простір, який ви містить в межах.

Черевики Ekto VR працюють за допомогою низки моторизованих коліс на нижній стороні, які обертаються проти швидкості, з якою йде користувач. Щоб уникнути заколисування, черевики дозволяють користувачеві спочатку зробити кілька кроків вперед. Це робиться для забезпечення необхідних вестибулярних сигналів внутрішнього вуха, які повідомляють їхнім тілам, що вони прискорюються вперед. Однак після кількох кроків чоботи автоматично ковзають користувача назад до центру кімнати, так що здається, що він ходить на місці, наче на біговій доріжці. Тим часом користувач вірить, що він продовжує просуватися вперед — і, виходячи зі сцени віртуальної реальності, яку він відчуває, так і є.

«Що стосується коментарів, які ми найчастіше отримуємо в демонстраціях, люди майже повністю переконані – і, в У деяких випадках вони були повністю впевнені, що вони збираються вийти з кімнати», — сказав Фактор Digital Тенденції. «Люди запитують нас: «Черевики взуті?» Вони працюють? Я наближаюся до краю [кімнати]?» Це дійсно так, наче вони не мають жодного уявлення про те, де вони. Вони настільки занурені в навколишнє середовище, що не впевнені, що все ще знаходяться в кімнаті, яку створили».

(Примітка: Digital Trends не змогли самі перевірити це взуття.)

Перш ніж почати створювати черевики VR, Фактор працював у Honeywell Aerospace, де він провів вісім років, створюючи системи керування польотом для таких літаків, як Boeing 787 Dreamliner. У цьому випадку він відповідав за деякі основні технології, які дозволяють одночасно сидіти 200-300 людям, вочевидь нерухомі, у великій металевій трубі, перш ніж виринути за тисячі миль у пункт призначення.

Тепер він працює над протилежністю цієї проблеми: зберігати у людей канцелярські товари, водночас обманюючи їх мозок, щоб вони думали, що вони подорожують на великі відстані. Якщо він зможе зламати це на комерційному рівні, він стане першим, але він не єдиний, хто спробує.

Проблема нескінченної ходьби

Ekto VR — не перша компанія, яка намагається вирішити проблему нескінченної ходьби у VR, яку іноді називають викликом LI (інтерфейс руху). Зусилля зробити це сягають принаймні 1980-х років. в Говард РейнгольдКнига 1991 року Віртуальна реальність: революційна технологія штучних світів, створених комп’ютером, і як вона обіцяє змінити суспільство, розповідає автор, використовуючи бігову доріжку VR в Університеті Північної Кароліни.

У поєднанні з гарнітурою віртуальної реальності бігова доріжка дозволяла користувачам пройтися віртуальною версією Сіттерсон-Холлу, де сьогодні знаходиться відділ інформатики UNC. При цьому демонстрація віртуальної реальності дозволила відчути, як це було б пройти тривимірною повнорозмірною версією будівлі, яка тоді ще перебувала на стадії будівництва.

«Я міг прогулюватися коридорами цілої будівлі, фізично не виходячи з жодної маленької кімнати, тому що крокував уздовж бігової доріжки, тримаючись за пару ручок», — написав Рейнгольд. «Коли я хотів повернути праворуч і виявив, що в коридорі я бачив, що тягнеться в цьому напрямку, я повернув кермо й продовжував йти прямо. Це зайняло хвилину, щоб звикнути».

Окрім UNC, інші спроби вирішити проблему нескінченної ходьби були здійснені в Університеті Юти, який розробив машину під назвою TreadPort. Він містив велику бігову доріжку з механізмом нахилу, що поєднує інтерфейси пересування з зоровими, слуховими та нюховими відчуттями – і навіть елементами променистого тепла та вітру.

Багато роботи також було зроблено в Японії, зокрема в Університеті Цукуби. «Я б сказав, що ви можете вказати на кожне окреме рішення, яке є сьогодні, особливо на апаратне забезпечення, і сказати, що [дослідники з Університету Цукуби] вже випробували його», — сказав Фактор. «Вони зробили всенаправлену бігову доріжку. Вони зробили щось дуже схоже на те, що було у нас, під назвою електрочеревики. Робили струнохідник. Вони спробували вісім різних підходів, можливо, навіть більше. Я не думаю, що вони намагалися проштовхнути будь-який із них [до точки комерціалізації]».

Нещодавно дослідники з Unity Technologies Japan розробили інноваційне рішення проблеми нескінченної ходьби, яка створює ілюзія нескінченного віртуального коридору всередині «ігрового простору» розміром 16 x 22 фути. Підхід під назвою «переспрямована ходьба» має на меті змусити мозок подумати, що суб’єкт йде по прямій лінії, тоді як насправді він ходить по гігантському колу.

Ще один підхід, розроблений дослідниками з Університету Стоні Брук, Nvidia та Adobe, робить щось концептуально подібне за допомогою HMD (дисплея, встановленого на голові) з відстеженням очей. виявити саккади користувачів, швидкі рухи очей, які виникають, коли люди дивляться на різні точки нашого поля зору, наприклад, скануючи кімнату. Ефективно «зламавши» ці саккади, можна змінити напрямок ходьби користувачів, не викликаючи запаморочення чи дискомфорту.

«Ми є найскладнішою біологічною системою, звичайно, більше, ніж будь-яка бігова доріжка, наприклад, правда?» Ци Сун, провідний автор дослідження, розповів Digital Trends. «То чому б нам не використати найпоширенішу, але складну машину — нас самих — щоб увімкнути той тип досвіду, який ми хочемо вирішити. Це була початкова мотивація цього дослідження на вищому рівні».

Що цікаво в безлічі підходів до вирішення нескінченної проблеми ходьби, так це навіть те, що Через кілька десятиліть досі немає єдиного узгодженого рішення, яке змусило дослідників відмовитися від усіх інші. Ніхто ще не створив ідеального комерційного рішення, яке чітко освітлює шлях у майбутнє. Це означає, що ще є все, за що можна грати з точки зору того, хто володіє цим ринком, але й особливості підходу.

Наступна велика річ у VR?

Чи стане технологія інтерфейсу пересування наступним великим кроком у віртуальній реальності? Багато залежить від того, чи VR зрештою призначена для створення віртуальних світів чи просто для надання нового типу інтерфейсу. Якщо це інтерфейс, який використовується переважно для практичних додатків, таких як VR-еквівалент Zoom-зустрічей, такий реалізм може не мати великого значення. У такому випадку можливість проходити великі відстані у VR може бути не просто непотрібною, але й справді шкодити досвіду користувача. Наприклад, VR-версія покупок не обов’язково повторює досвід ходіння по проходах і носіння все більш важкого кошика. Це було б суттєвим зниженням нарівні з бездоганною простотою покупок в один клік від Amazon.

З іншого боку, якщо найпереконливіші випадки використання VR походять від створення переконливих віртуальних світів, проблему пересування абсолютно необхідно вирішити. Дослідження за дослідженнями показали, що суб’єкти знаходять середовища віртуальної реальності більше занурення, з вищим суб’єктивним відчуттям присутності, коли вони пересуваються ним за допомогою віртуальної ходьби, а не, наприклад, телепортації між місцями за допомогою портативного контролера. Як один 2004 дослідження Дослідники з Японії кажуть, що відчуття ходьби впливають на «когнітивні карти людей», тобто на те, як наш мозок обробляє відстань і рух. Коротше кажучи, ходьба додає правдоподібності VR, яка може змусити наш мозок сприймати те, що ми бачимо, як реальне.

Ігри є чудовим прикладом використання, яке стає лише переконливим, чим ближче досвід до реальності, але не лише для ігор. Наприклад, якщо ви архітектор і хочете показати клієнту комерційної нерухомості, як виглядатиме новий дизайн торгового центру, коли він побудовано, можливість проходити віртуальну версію будівлі (як Рейнгольд обговорював більше 30 років тому) було б надзвичайно вигідно.

Промислове застосування та не тільки

Що стосується Ekto VR, Фактор сказав, що його компанія спочатку націлена на ці останні види промислового застосування.

«Коли ви починаєте працювати над великими навчальними програмами [VR], говорячи про нафтопереробні заводи, або трубопроводи, або морські платформи, або виробничі потужності чи перевірки літаків, люди скажуть: «Ну [ми можемо просто використати інтерфейс, який телепортує користувачів навколо нього]». він сказав. «Це чудово з точки зору пропускної здатності, якщо те, для чого ви оптимізуєтеся, потребує швидкого перегляду областей, які є абсолютно незалежними одна від одної. Але ми все більше й більше розглядаємо ці більш комплексні сценарії, коли вам потрібно провести повну перевірку обшивки літака або дізнатися, як щось на хвостовому колесі [літака] з'єднується з носовим колесом, або один клапан у заводі впливає на конденсатор в іншій частині [літака] буд.]. Це справді вимагає від вас набагато кращого розуміння навколишнього середовища [і того, як вони просторово співвідносяться одне з одним]».

Маючи на увазі такі типи промислових застосувань, Ekto планує запустити свою партнерську бета-програму в першій половині 2022 року. Що стосується ціноутворення, Фактор сказав, що компанія все ще зважує свої варіанти — від пропозиції комплектів для продажу чи оренди. Точна ціна ще не оголошена, але початкова пряма покупка, ймовірно, коштуватиме близько 15 000-20 000 доларів.

«Очевидно, що такі ціни, про які ми говоримо, не є споживчими — і, певною мірою, навіть не підходять для більшості корпоративних випадків використання», — сказав Фактор. «Багато з цього низький обсяг на даний момент. Збільшуючи обсяги, ми очікуємо різкого зниження витрат і цін».

Згодом, за його словами, компанія буде прагнути продавати на ринку за ціною нижче 1000 доларів, що зробить його більш переконливою пропозицією для повсякденного застосування. Це включає в себе перспективу використання більшої кількості споживачів.

Нескінченна ходьба — не єдина відсутня частина головоломки віртуальної реальності. Симуляція дотику, нюху, смаку тощо – це інші сфери, які ще належить вирішити, і які лише починають привертати увагу перспективних дослідників. Очікуйте побачити набагато більше цього в найближчі місяці та роки. Зрештою, ажіотаж навколо VR — одна з частин ширша концепція метавсесвіту— спекотніше не було роками.

Як би ви це не називали, ми будемо проводити багато часу у віртуальних світах, тому вкрай важливо все правильно зрозуміти.

Рекомендації редакції

• Vision Pro SDK надійшов. Ось що це стало відомо
• Meta Quest 3 офіційно, але Apple чекає свого часу
• Гарнітура Reality Pro від Apple – «остання надія» індустрії VR
• Apple щойно запатентувала новий контролер гарнітури VR — але тут є підступ
• Гарнітура Apple XR може отримати одну з найкращих функцій Mac