Wirtualna rzeczywistość w natarciu… kolej na bodźce dotykowe. Nowe narzędzia VR

Wszystkie znaki na niebie i ziemi wskazują na to, że technologia VR, która przez długi czas była podwójnie wirtualna, bo istniała głównie w zapowiedziach futurystów, stała się jak najbardziej realną VR z prawdziwego zdarzenia. Dzięki takim firmom jak Meta czy HTC można kupić gogle, które naprawdę działają i robią to, do czego zostały stworzone. Mimo wielu głosów krytycznych wskazujących na niedoskonałość tych urządzeń.

Ostatnio uwagę fanów e-gadżetów na całym świecie przyciągają informacje o najnowszym wynalazku Apple’a – Vision Pro. Wielu entuzjastów nowych technologii i tej właśnie firmy – swoim zwyczajem – zachwyca się, choć niektórzy obserwatorzy narzekają na braki.

Zapewne jednak technologia wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości będzie coraz doskonalsza. Wzrok i słuch to dopiero dwa z pięciu zmysłów, którymi człowiek odbiera świat. Na cyfrową realizację czekają następne, a największą szansę na cyfrową realizację ma zmysł dotyku. Kolej więc na bodźce dotykowe w VR.

Magiczna siła rękawicy

Najważniejsi producenci gogli do VR wprowadzili już w swoich kontrolerach tzw. interfejsy haptyczne, ale to raczej namiastka dotyku – doświadczyć można właściwie tylko drgań we właściwym momencie. Na rynek wkroczyły już jednak kolejne firmy, które oferują bardziej wyspecjalizowany sprzęt.

Na przykład producent kamizelki TactSuit, która wibruje w różnych miejscach, gdy w cyfrowym świecie tułów użytkownika uderzy np. karabinowa kula, strzała czy miecz wroga, wprowadził rękawice z niewielkimi silniczkami w każdym z palców.

Kiedy więc ktoś dotknie np. wirtualnej twarzy – poczuje to na palcach. Dodatkowy napęd na nadgarstku oddziałuje na całą dłoń. Jeszcze dokładniejsze odwzorowanie rzeczywistości oferują rękawice stworzone przez takie firmy jak Dexta Robotics czy Sense Glove.

W tych systemach, które przypominają dłonie humanoidalnego robota, działa już siłowe sprzężenie stawiające palcom prawdziwy opór. Naprawdę możemy więc poczuć, jak zaciska się na czymś nasza dłoń. Twórcy tych urządzeń mówią m.in. o takich zastosowaniach jak tworzenie wirtualnych prototypów czy prezentacja produktów w świecie VR – spotkanie z klientem czy „wyjście” na targi można zrealizować tylko z goglami i rękawicami.

Cyfrowa gra na skrzypcach

W laboratoriach ośrodków naukowych i firm projektowane są już kolejne technologie, które mają jeszcze dokładniej odwzorowywać haptyczne doznania w cyfrowym świecie. Firma Fluid Reality założona przez naukowców z Carnegie Mellon University opracowała rękawice do VR, które wyróżnia wyjątkowa rozdzielczość.

W jednej rękawicy znalazło się aż 160 mikronapędów, które pobudzają różne partie opuszków palców. W ten sposób powstały, jak opisuje firma, haptyczne piksele. Nawet wirtualna gra na skrzypcach ma nie sprawiać dzięki nim większego kłopotu.

Dotykowe piksele zawierają płyn, którego ciśnienie rośnie w odpowiednim momencie, naciskając na właściwą część opuszka. W każdym z pikseli działa system wykorzystujący zjawisko mikroosmozy, który steruje płynem z pomocą ładunków elektrycznych. Nie wymaga dzięki temu żadnych ruchomych elementów, a zużycie energii wynosi 10 mW na piksel.

Dłoń pod prądem

Naukowcy z City University of Hong Kong opracowali z kolei przezroczystą, niemal niewidoczną rękawicę, która z pomocą prądu pobudza liczne punkty na całej powierzchni wnętrza dłoni. Wynalazek o nazwie WeTac zbudowany jest z cienkiego hydrożelu, w który wbudowane są 32 oddziałujące na skórę elektrody.

Na demonstracyjnym filmie można zobaczyć, jak użytkownik odczuwa chwytanie tenisowej piłki, spacer miniaturowej wirtualnej myszy po jego dłoni czy nawet ukłucie kaktusa. Sygnały mogą być bowiem na tyle silne, że stają się nieprzyjemne, choć, jak zapewniają konstruktorzy, nie powodują bólu.

Haptyczny tatuaż

Jeszcze bardziej zintegrować haptyczny system ze skórą chcą eksperci z Uniwersytetu Kraju Saary. Ich wynalazek nosi nazwę „tacttoo”, która jest połączeniem słów „tactile” (dotykowy) i „tattoo” (tatuaż). Składa się z supercienkiej, 35-mikrometrowej błony, którą nakłada się na dłoń, podobnie jak zdejmowalny tatuaż.

Także w tym przypadku wbudowane w system elektrody pobudzają odpowiednie receptory na skórze z pomocą lekkich impulsów elektrycznych. Dzięki wyjątkowo cienkiej warstwie wszystkie chwytane czy dotykane realne obiekty odczuwane są przy tym praktycznie bez zmian.

Technologia tacttoo, zdaniem jej twórców może więc być szczególnie użyteczna przy łączeniu obiektów realnych z wirtualną rzeczywistością. Naukowcy piszą m.in. o projektowaniu przemysłowym z użyciem rozszerzonej rzeczywistości. System pozwalałby w tym przypadku np. na testowanie różnych materiałów dla danego produktu. Mówią też o szkoleniu chirurgów, w którym już korzysta się z wirtualnej rzeczywistości. Realistyczne wrażenia dotykowe mogłyby usprawnić taki trening.

Dotknięcie dźwięku

Inne podejście proponuje firma Emerge, która pracuje nad haptycznym urządzeniem przekazującym bodźce dotykowe do rąk za pomocą dźwięku. Wielkością i wyglądem przypomina ono małego laptopa. Po położeniu na biurku czy stole i podłączeniu do gogli VR lub ekranu emituje precyzyjnie kontrolowane skupione ultradźwięki, które oddziałują na wybrane partie umieszczonych w pobliżu gadżetu dłoni.

Swoim zasięgiem system obejmuje kąt 120 stopni i wysokość do ok. 1 metra. Działanie urządzenia jest więc ograniczone w przestrzeni, a jego zastosowania będą ograniczone. Za to użytkownik nie jest zmuszony do noszenia niczego na dłoniach. Urządzenie ma być szczególnie przydatne np. dla osób, które z pomocą wideorozmów chcą utrzymywać kontakty z bliskimi. Będzie można poczuć dłoń drugiego człowieka – zapewnia firma. Twórcy wynalazku wskazują też na różnorodne gry, które nie wymagają przemieszczania się.

Wirtualny pocałunek

Ultradźwiękami można oddziaływać nie tylko na ręce, jak pokazał zespół z Carnegie Mellon University. Naukowcy z tego ośrodka opracowali system, który aplikuje je na usta. Pod goglami do wirtualnej rzeczywistości umieszczony jest panel, który z pomocą 64 emiterów wysyła odpowiednio skoncentrowane i ukierunkowane ultradźwięki. Fale wchodzą w interferencję w wybranych punktach i w ten sposób oddziałują na wargi, a nawet na zęby i język.

Ultradźwięki mogą mieć postać skupionych impulsów, szeroko omiatać usta czy powodować utrzymujące się wibracje. W testach z udziałem ochotników dokładnie udawało się np. odtworzyć szczotkowanie zębów, krople deszczu wpadające przez otwarte okno czy chodzącego po wargach pająka. W ten sposób, jak zapewniają badacze, można też zasymulować nawet odczucia towarzyszące całowaniu.

Twórcy wynalazku przyznają jednocześnie, że ultradźwiękowe urządzenia haptyczne raczej znajdą zastosowanie tylko w oddziaływaniu na usta i dłonie ze względu na odpowiednią wrażliwość skóry na tych partiach ciała. Stworzony dotąd prototyp wygląda jeszcze niezgrabnie, ale naukowcy pracują już nad jego zmniejszeniem i nadaniem mu bardziej użytkowej formy.

Bodźce dotykowe – co dalej?

Od dłuższego czasu widać coraz wyraźniej, że obok świata, który znamy od dawna, coraz szybciej rozwija się równoległy – cyfrowy. Najpierw coraz większe rzesze ludzi wciągał przez pojawiające się w kolejnych miejscach ekrany, teraz coraz częściej robi to przez gogle, z których pomocą otacza człowieka ze wszystkich stron. Świat wirtualny zaatakuje nas niedługo z całą siłą przez bodźce dotykowe.

Granica między realiami a tworami cyfrowych maszyn będzie coraz silniej się zacierała. Z jednej strony powstaje potężne narzędzie do pracy, nauki, komunikacji i zabawy. Z drugiej strony – nasilą się zagrożenia. Już z rozsądnym używaniem smartfona wielu nie może sobie poradzić. Wirtualny świat będzie kusił i wciągał coraz bardziej, a technologie haptyczne jeszcze zwiększą jego potęgę.

Czytaj też: Dezinformacja zdrowotna to duże zagrożenie. Wywiad

Źródło zdjęcia: Adrien King/Unsplash