fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Наука — 25.09.19
ТЕКСТ: Уляна Автономова,
Алла Вовк
Ілюстрації: Богдана Давидюк
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
Дивитися іншими очима

Думаєте, віртуальна реальність – це чергова фантазія, що існує тільки в книжках і кіно? А що як є реальні застосунки, які покращать наше життя?

У фільмі «Першому гравцю приготуватися» Стівен Спілберґ зобразив світ можливого майбутнього: екологічна катастрофа, перенаселені міста та купа економічних проблем. Люди нещасні. Вони прагнуть втечі хоча би в уявні світи. Кожен одягає окуляри та рукавиці (для кращої навігації) і вирушає у систему віртуальної реальності OASIS, де головна проблема – це незнання своїх ще не задоволених бажань. У 2018 році сценарій фільму здається фантастикою, проте мало хто розуміє, що сьогодні відбувається в індустрії AR/VR та де саме люди можуть використовувати ці технології. Можливо, скоро ми не помітимо, як опинимося в прототипі OASIS і не зможемо відмовитися від таких уже звичних окулярів віртуальної чи доповненої реальності.

Доповнена реальність

Ідея доповненої реальності з’явилась, коли люди почали фантазувати про можливість бачити невидиме. Вперше про augmented reality (з англ. доповнена реальність, AR – прим. ред.) у 1901 році пише Франк Баум у романі «The Master Key» (з англ. «Майстер-ключ» – пер. ред.). Американський інженер Венівар Буш у статті «As We May Think» (з англ. «Як ми могли б подумати» – пер. ред.) 1945 року передбачив, що з’являться нові форми комп’ютерів, і запропонував прототип гіпертекстової системи Memex. Вона містила мобільну камеру, яка б розміщувалася на голові. Як писав Буш: «Таким чином, наука може запропонувати інструменти, за допомогою яких людина створює, зберігає і використовує свій досвід». Трохи пізніше, 1953 року, в книжці «Кінець дитинства» відомий письменник-фантаст і автор сценарію до фільму «2001: Космічна Одіссея» Артур Кларк писав, що для того, аби стимулювати всі органи чуття, потрібно дати людині можливість «стати» будь-якою іншою істотою, реальною або уявною. Технологічно це було вперше реалізовано Айвеном Сазерлендом у 1968 році, коли він винайшов перший дисплей-шолом (так званий «head-mounted display»), а в 1990-му Том Кодел вигадав термін доповнена реальність. Сьогодні може здаватися, що всі AR прилади з’явилися нещодавно, оскільки масове виробництво окулярів доповненої реальності розпочалося буквально чотири-п’ять років тому. Microsoft HoloLens надійшли у продаж 2016 року, але насправді технологію широко застосовували задовго до цього в навігації NASA, та у військових розробках – можливо, для цього її і створили.

 

За допомогою доповненої реальності можна бачити навколишній світ трохи видозміненим, тоді як у віртуальній реальності відбувається повне занурення в «загальний інтерфейс шлюзу» (англ. Common Gateway Interface, CGI – прим. ред.) – середовище, згенероване комп’ютером.Рональд Азум у своїй книжці «A Survey of Augmented Reality» (1997) (з англ. «Огляд доповненої реальності» – пер. ред.) описав доповнену реальність як взаємодію з віртуальним контентом у реальному часі та фізичному світі, але із зануренням у тривимірний контент.

 

У ширшому контексті доповнена реальність – це спроба вчених та інженерів зробити комп’ютерні інтерфейси невидимими, при цьому поліпшуючи взаємодію людини з реальним світом. Дослідники Джун Рекімото і Каташі Наґао розрізняли традиційні та невидимі комп’ютерні інтерфейси, до яких вони зараховували доповнену реальність. Якщо порівнювати віртуальну і доповнену реальність, використовуючи такий підхід, то при VR людина ніби перебуває у віртуальному комп’ютері, і взаємодія з контентом відбувається за допомогою віртуального інтерфейсу, а контакт з фізичною реальністю відсутній. У доповненій реальності комп’ютер і його інтерфейс – це лише посередник між користувачем і реальним світом.

 

Основними принципами створення контенту для доповненої реальності є відповідність фізичному світу і просторове мислення. Важливо використовувати 3D, тому що наприкінці продукт доповненої реальності буде взаємодіяти з реальним світом, що має об’ємні характеристики. Сьогодні в індустрії AR панує своєрідне гасло «Геть вікна!», адже всі намагаюся відійти від метафори робочого столу звичайного комп’ютера. У кожного функційного елемента програми повинен бути свій тривимірний вияв і місце в просторі, що залежить від його функції. Необхідні предмети будуть у межах зони комфорту для нашого зору, а другорядні виникатимуть на задніх планах, або ж користувач перемикатиме увагу на них за допомогою спеціальної навігації.

Засоби доповненої реальності стали набувати популярності не тільки через винайдення нових шляхів технологічної реалізації, а й тому, що люди хочуть по-іншому сприймати інформацію. Згідно з Weiser Continuum, ще одним методом класифікації комп’ютерів, раніше був один великий обчислювальний апарат розміром з кімнату, який обслуговували кілька людей. Пізніше, з появою персональних комп’ютерів, з’явився й індивідуальний підхід: кожен міг самостійно керувати машиною. Після цього прийшла ера «повсюдних комп’ютерів». Тепер у користувача є доступ до кількох пристроїв – телефона, планшета, ноутбука. Інформацію з усіх ґаджетів інколи складно не лише синхронізувати і контролювати, а й узагалі сприймати. Є думки, що доповнена реальність є природним продовженням історії комп’ютерів, оскільки втілює перенесення функцій усіх пристроїв на навколишній світ, створюючи унікальний фізичний простір для кожної людини. Користувачеві необхідні лише окуляри. Поки вони мають досить громіздкий вигляд, але і сучасні компактні комп’ютери розробили не за 5 років.

 

Спочатку технологію застосовували у військовій галузі США для навігації та інших секретних завдань. Після довгих років тестування, вона перейшла до інших напрямів, зокрема в медицину. Тут AR корисна для візуалізації даних МРТ (магнітно-резонансна томографія – прим. ред.) або для «рентгенівського зору», коли можна проектувати медичні дані на тіло людини й аналізувати їх відповідно до індивідуальної фізіології. Нещодавно в Імперському коледжі Лондона здійснили перші операції з використанням Microsoft HoloLens, де лікар детально маніпулював 3D-знімками пацієнта. А хірурги з Великобританії, США та Індії організували своєрідний телеміст у доповненій реальності для обговорення ходу операції – лікування раку сечового міхура. Всі три лікаря перебували в різних країнах, але кожен бачив віртуальний аватар колег у своєму кабінеті, а також 3D-скани пацієнта. 

 

Все, що потрібно побачити та візуалізувати, що не видно неозброєним оком, – сфера використання AR технологій. Все частіше економісти говорять про економіку досвіду – це економіка майбутнього, в якій основними складниками будуть туризм та індустрія розваг. Автори цього терміна Джозеф Пайн і Джеймс Ґілмор вважають, що основне питання не в тому, чи опинимося ми в ній, а в тому, як саме ми туди потрапимо. AR стає досить актуальною для економіки споживання, адже тепер дуже складно привабити клієнта в і так перенасиченому інформацією просторі. Тож, якщо можна зробити комунікації з клієнтами віртуальними, а саме поєднати всі чотири типи досвіду за теорією Пайна і Ґілмора – розважальний, освітній, естетичний і ескапістський – то залучення різної аудиторії буде простим процесом. Прикладом залучення користувача до споживання контенту є додатки для музеїв, такі як Mixed Reality Museum в Кіото і Museum Eye для музею Каїру. Навіть на Міжнародній космічній станції у астронавтів є доступ до окулярів доповненої реальності.

 

Проте технології AR можуть бути використані не тільки на благо. Японський режисер і дизайнер Кеїчі Мацуда своїми роботами показує можливі зловживання у галузі доповненої реальності. Його відео Hyper-Reality демонструє абсурдний і провокаційний варіант розвитку AR: людина перебуває у світі, де все її життя в прямому сенсі обумовлене взаємодією з цією технологією, тож певною мірою користувач втрачає свободу. В такому разі виникає запитання, чи не спричинить надмірне застосування AR зменшення креативності? Американський медіахудожник Зах Ліберман зі своєю візуалізацією звукових хвиль у просторі показує, що це не так, адже використання засобів доповненої реальності допомагає фантазувати на новому рівні.

Ґеймер Палмер Лакі мав дивне хобі: він збирав найперші гарнітури віртуальної реальності, знаходячи рідкісні окуляри на аукціонах та дешевих розпродажах. Коли Палмеру було 16 років, він взявся за конструювання власних окулярів VR, оскільки був незадоволений усіма зразками зі своєї колекції

Віртуальна реальність

Віртуальна реальність (VR) – це комп’ютерний сценарій, що імітує реалістичний досвід. Для створення реалістичного досвіду можуть використовувати панорамні (360 градусів) фото або відео, тоді як графічно створені елементи допомагають перенести людину в уявні світи. За допомогою певного обладнання відбувається «занурення» в інше середовище, наприклад, перенесення у будь-яку точку на земній кулі або ж у штучно створений світ.

 

У 1930 році письменник Стенлі Вейнбаум написав науково-фантастичну історію про використання окулярів, які занурюють в інший світ за допомогою голограм, запаху, смаку і дотику. Через 20 років фантастика стала реальністю, бо у середині 1950-х років Мортон Хайліґ розробив машину Sensoramaі запатентував її у 1962-му. Ця маленька машина стимулювала всі відчуття, а не тільки виникнення зорових і звукових образів. Вона була оснащена стереодинаміками, стереоскопічним 3D-дисплеєм, вентиляторами, генераторами запахів і стільцем з вібрацією.

 

До 1987 року не було загального терміна для опису таких приладів. Усе змінилося, коли Джейрон Леньєр, засновник лабораторії візуального програмування, вигадав термін віртуальна реальність. Завдяки своїй дослідницькій компанії він розробив такі інструменти віртуальної реальності, як Dataglove та окуляри EyePhone. Першу модель EyePhone продали за 9400 доларів. Проте більшість інших схожих девайсів так і залишалися лише прототипами. У 1993 році на найбільшій виставці комерційної електроніки в Лас-Вегасі були представлені окуляри Sega VR. Вони мали схожі до сучасних окулярів характеристики, як-от відстеження рухів голови і стереофонічний звук. Однак труднощі з розробкою програмного забезпечення і здатність окулярів викликати головний біль у користувачів, прирекли винахід на провал. Такі історії стали типовими для ринку віртуальної реальності. Однак інколи просте підліткове захоплення може допомогти здійснити прорив у цілій індустрії.

 

Ґеймер Палмер Лакі мав дивне хобі: він збирав найперші гарнітури віртуальної реальності, знаходячи рідкісні окуляри на аукціонах та дешевих розпродажах. Коли Палмеру було 16 років, він взявся за конструювання власних окулярів VR, оскільки був незадоволений усіма зразками зі своєї колекції. І хоча Палмеру довелося покинути коледж, аби заснувати компанію Oculus, вже 1 серпня 2012 року він запустив кампанію на Kickstarter зі словами: «Метою цього проекту є не прибуток, а відродження індустрії та покриття витрат на виготовлення окулярів, доставку, оплату за кредитну картку та внесок на Kickstarter. Нам залишиться близько 10 доларів на святкову піцу і пиво». Він сподівався, що знайде хоча б сотню ентузіастів, що підтримають його проект. Скромна ціль кампанії становила 250 тисяч доларів. Протягом 24 годин було зібрано 670 тисяч доларів, за наступні два дні цифра виросла до мільйона доларів. Перший набір Oculus RiftDK1 мав абсолютно непривабливий вигляд, однак було зрозуміло, що ця маленька гарнітура за 350 доларів краща за всі винайдені раніше прототипи. За два роки Палмер і його компанія продали понад 60 тисяч наборів.

 

У 2014 компанія Facebook придбала компанію Oculusза 2 мільярди доларів. Саме на базі розробки 16-річного юнака були сконструйовані всі наступні моделі та одні з найбільш очікуваних окулярів 2018 року Oculus Go, які Марк Цукерберґ анонсував восени 2017.

Реакція мозку

Чи реагує мозок людини у віртуальній реальності так само, як і в «реальній»? Якщо так, то в чому тоді різниця між двома реальностями і як мозок розпізнає кожну з них? Нейробіолог Джон О’Кіф і норвезьке подружжя Едвард і Мей-Бріт Мозер за відкриття «просторових клітин» у 2014 роціотримали Нобелівську премію з фізіології та медицини. Річ у тому, що коли тварина сприймає довкілля, утворюються певні нервові структури, що складаються з клітин, які кодують просторову інформацію. Кожен такий нейрон активується саме тоді, коли організм повертається до місця, інформація про яке в ньому закодована. Було показано, що такі нервові структури можуть утворюватися навіть під час перебування у віртуальній реальності. Інакше кажучи, наш мозок може закодувати нейрони для місць, які не є реальними, або переживати віртуальний досвід як реальний! Це відкриття є яскравим свідченням того, що віртуальна реальність обдурює наш мозок, принаймні частково.

 

Перші кроки до мозкового інтерфейсу

Розвиток технології віртуальної реальності уможливлює її поєднання з іншими сферами, наприклад, з нейрофізіологією. Це поєднання уможливлює ідею інтерфейсу між людьми та машинами, що може бути створений за допомогою безпосередньої стимуляції нейронів. У 2016 році фахівці Дюкського університету провели експеримент, в якому мавпи змогли пересуватися на інвалідних візках, використовуючи лише свої думки. Окрім фізичного керування речами, можна застосувати технологію для зчитування нейронної діяльності мозку та її відтворення у віртуальній реальності. Враховуючи розвиток і використання технології віртуальної реальності, можна впевнено говорити, що мережеве віртуальне суспільство не є питанням далекого майбутнього. Що для цього потрібно? Насамперед, відмовитися від необхідності розміщувати дисплеї перед очима та натомість використовувати пряму нейронну симуляцію. Сигнали мають надходити безпосередньо до фоторецепторів наших очей. Ця технологія називається імплантатами сітківки, і вже існує її прототип, що допомагає сліпим людям «бачити». Аналогічним чином кохлеарні імпланти допомагають людям з вадами слуху. Вчений зі Стенфордського університету Девід Іґлман передбачає можливість розвитку абсолютно нових чуттів завдяки таким технологіям. Наприклад, сприйняття інфрачервоних або радіосигналів.

 

Зрештою, пряме вимірювання нервової системи та стимуляція мозку можуть призвести до ситуації, яку описав у 1973 році Ґілберт Гартман і назвав мізки в колбі. Уявний експеримент полягає у розташуванні мозку людини в скляній колбі, під’єднанні нейронів до комп’ютера та генеруванні електричних імпульсів, схожих на ті, які отримував би мозок, перебуваючи в тілі. У такий спосіб людина, якій належить мозок, попри відсутність тіла, буде перебувати в симуляції реальності, усвідомлюючи себе в фізичному тілі, і пізнавати навколишній світ, згенерований комп’ютером, вважаючи його реальним. Цей уявний експеримент є основою фільму «Матриця» 1999 року. За сюжетом машини обдурили всю людську расу, під’єднуючи їхні мізки до переконливого імітаційного світу і забираючи їхні реальні тіла. Головний герой фільму Нео повинен вирішити, чи варто вирушати в справжню реальність, чи взяти таблетку для видалення пам’яті, яка дозволить йому комфортно жити в симуляції. Наскільки людство сьогодні далеке від дилеми головного героя «Матриці»? Запитання лишається відкритим.

ТЕКСТ: Уляна Автономова,
Алла Вовк
Ілюстрації: Богдана Давидюк
Статті
Наука як мистецтво
Якби машини хотіли створювати мистецтво, чи розуміли б його люди?

Припустімо, що поява свідомості у штучного інтелекту можлива; тоді ці творіння відчуватимуть бажання створювати мистецтво. Але чи зможемо ми розуміти його?

Суспільство
Судний день

Як страх смерті впливає на наш політичний вибір?

Наука
Три, чотири, п’ять – вчений йде шукать: інтерв’ю з Юрієм Гогоці

Юрій Гогоці – один із найцитованіших вчених українського походження. Куншт поговорив із ним про пошук натхнення, фінансування і контактів у науковому світі. 

Біологія
Як мед, так і ложкою

Мільйони років бджоли роблять мед. Тисячі років його вживають люди. Що науці відомо про цей продукт тепер?

Ідеї
Поллі і Ґаладріель

Перша історія із серії #БізарроНаука – про двох неймовірних біологинь, одна з яких – собака.

Без рубрики
Віртуальний тур «Як це бути Другом Куншт»

Які переваги підтримки науково-популярного медіа Куншт? Погляньте на власні очі!

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: