Технологии, стирающие границы между нашей и виртуальной реальностями

Что такое «Виртуальная реальность»? В 1965 году Иван Сазерленд, ученый-компьютерщик, представил свое видение Ultimate Display. Идея заключалась в виртуальном мире, просматриваемом через HMD, который настолько хорошо воспроизводил реальность, что пользователь не мог отличить ее от реального мира.

Это включало в себя возможность взаимодействия пользователя с объектами. В этой концепции использовалось компьютерное оборудование для формирования виртуального мира и поддержания его функционирования в режиме реального времени. Статья Сазерленда считается фундаментальным планом для VR.

Таким образом, виртуальная реальность – это созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.

Сфера VR стремительно развивается, а технологии совершенствуются. В настоящее время виртуальная реальность – больше, чем развлечение. Эту технологию используют военные, спортсмены, ученые, ритейлеры, медики и люди многих других профессий. VR широко используется для подготовки ценных кадров, чей род деятельности связан с высокими человеческими или экономическими рисками. Тренажерные технологии уверенно проникают в разные сферы, будь то сельское хозяйство, образование, автовождение и прочее. Кроме того, VR востребована там, где обучение на реальных объектах может привести к серьезным последствиям или его технически сложно организовать. Например, в медицине, авиации, космонавтике, при ликвидации последствий природных и технологических аварий. Ключевые тренды в сфере VR-обучения – диалоговые тренажеры и симуляции для промышленности. Первые представляют собой тренинг в VR-шлеме, благодаря которому улучшается навык коммуникации. Например, в «Леруа Мерлен» таким образом обучают менеджеров по продажам умению грамотно вести разговор, встречать клиентов, предлагать услуги. В симуляциях для промышленности, как правило, тренируют «hard skills». VR-тренажеры позволяют воссоздать любую ситуацию на предприятии, в том числе отработать последовательность действий в случае ЧС, освоить новое оборудование, пройти курс повышения квалификации. Например, с их помощью тренируются тушить пожар, учатся основным операциям по ремонту и обслуживанию электропривода стрелки в РЖД, оттачивают навыки вождения транспортных средств типа экскаваторов, самосвалов и локомотивов. Активно используют VR-тренажеры в армии. В очках виртуальной реальности десантники тренируются приземляться в ветреную погоду и имитируют групповые прыжки, с помощью очков можно прогуляться по настоящему военному кораблю и научиться управлять им во время боевых действий. На подводные лодки устанавливают «виртуальные торпеды» – они имитируют запуск по цели и помогают анализировать ошибки стрелка. VR-тренажеры постепенно вытесняют традиционные методы обучения. Ведь он позволяет проходить обучение в реалистичной виртуальной среде, сочетая изучение теории с одновременным прохождение практики. А значит, позволяет готовить более квалифицированные кадры во всех сферах деятельности.

Для совершенствования учебного процесса академия Optima во Флориде (США), решила также начать внедрять технологии VR. Учредитель учебного заведения создает бесплатную виртуальную школу, которая будет принимать учеников с августа 2022 года. Школа оснастит 1300 учащихся гарнитурами Oculus, чтобы они могли участвовать в виртуальных уроках. Студенты смогут выбрать собственный курс обучения и выбрать проекты с сеансами VR. Во время занятий по истории они смогут, например, перенестись в Древний Рим, а из него прямо в Овальный кабинет. Или поближе познакомиться с планетами Солнечно системы при изучении астрономии.

Рис. 1. Обучение в VR. Академия Optima

Помимо развития в сфере образования, VR влияет и на здравоохранение.

Например, в США подтвердили пользу шлемов виртуальной реальности при лечении хронических болей. Об этом сообщается на сайте Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Специалисты подтвердили эффективность VR-технологии EaseVRx от компании AppliedVR при лечении хронической боли в пояснице. Технология использует когнитивно-поведенческую терапию и другие поведенческие методы для уменьшения боли у пациентов в возрасте 18 лет и старше.

Кроме того, в Московской клинике реабилитации им. Н.И. Пирогова используется множество тренажеров виртуальной реальности, которые помогают людям, перенесшим травмы, улучшить качество жизни. Тренажеры в московской больнице направлены на: увеличение объема движений и разработку суставов, тренировку координации ориентации и баланса, увеличение толерантности к физическим нагрузкам, борьбу со страхами и фобиями, преодоление психологических барьеров, релаксацию, тренировку речи и тренировку памяти.

Рис. 2. VR-реабилитация в НМХЦ им. Н.И. Пирогова

Помимо развития программного обеспечения, не стоит на месте и техника. Так как главной задачей VR является реалистичная передача воздействий на человека, ученые стараются разработать технические средства для решения этой задачи. Таким образом японский стартап «H2L Technologies» создал браслет для виртуальной реальности, который позволяет испытывать настоящую боль. Устройство работает вместе с VR-шлемом. Оно имитирует разные виды неприятных ощущений, дает возможность почувствовать вес предмета и то, как он сжимается в руке. В браслете стоят датчики пространственного позиционирования и мышечных сокращений. Благодаря им движения пользователя передаются «аватару». Обратную связь позволяет чувствовать мышечный электростимулятор. «Ощущение боли позволяет нам превратить мир метавселенной в реальность благодаря усилению чувства присутствия и погружения», – заявляет генеральный директор H2L Эми Тамаки.

Еще одно удивительное изобретение, которое ещё находится в разработке – «Emerge Wave-1». Этот новый стартап позволит «потрогать» виртуальные предметы. Оно соединяется с гарнитурой виртуальной реальности и излучает ультразвуковые волны. Именно они и позволяют ощущать виртуальные объекты. Само устройство «Emerge Wave-1» представляет собой панель размером 26×29,8 см. Ее размещают на столе, и она проецирует объемный ультразвук в воздух. Если пользователь держит руки над устройством, то чувствует тактильные волны. Они фокусируются в виде точек, которые находятся на высоте 0,9 м над панелью и распространяются на 120 градусов вокруг панели. Идея стартапа состоит в том, что тактильная обратная связь будет сопоставляться с виртуальными объектами, которые пользователь видит через VR-гарнитуру. Система «Wave-1» синхронизируется с приложением «Emerge Home», которое будет включать много игр и социальных приложений, специально созданных для этой системы.

Рис. 3. Стартап «Emerge Wave-1»

Таким образом виртуальная реальность становится неотъемлемой частью развития человечества.