17 سپتامبر 2021 توسط راویندر ضاحیه، گفتگو. Design_cells/Shutterstock
نمایش تلویزیونی «پیاده روی ستاره‌ای: نسل بعدی» میلیون‌ها نفر را با ایده هولودک آشنا کرد: یک طرح هولوگرافی سه بعدی همه جانبه و واقع گرایانه از یک محیط کامل که می‌توانید با آن تعامل داشته باشید و حتی لمس کنید.
هولوگرام‌ها در حال حاضر به روش‌های مختلفی مانند سیستم‌های پزشکی، آموزش، هنر، امنیت و دفاع استفاده می‌شوند. دانشمندان هنوز در حال توسعه روش‌هایی برای استفاده از لیزر، پردازنده‌های دیجیتالی مدرن و فناوری‌های حسگر حرکت برای ایجاد انواع مختلف هولوگرام هستند که می‌تواند نحوه تعامل ما را تغییر دهد.
من و همکارانم که در گروه تحقیقاتی الکترونیک و فناوری‌های حسگر دانشگاه گلاسکو کار می‌کنیم، اکنون سیستمی از هولوگرام افراد را با استفاده از aerohaptics ایجاد کرده‌ایم که باعث ایجاد احساس لمس با جت‌های هوا می‌شود. این جت‌های هوا حسی از لمس را روی انگشتان دست و مچ دست افراد ایجاد می‌کنند.
با گذشت زمان، این می‌تواند به شما امکان دهد تا با یک نماد مجازی یکی از همکاران خود در آن سوی جهان ملاقات کرده و واقعاً دست دادن آن‌ها را احساس کنید. این حتی می‌تواند اولین گام‌ها برای ساختن چیزی شبیه یک هولودک باشد. برای ایجاد این احساس لمس، از قطعات مقرون به صرفه و در دسترس تجاری استفاده می‌کنیم تا گرافیک‌های تولید شده توسط کامپیوتر را با جت‌های هوای دقیق و کنترل شده جفت کنیم.
از جهاتی، این یک گام فراتر از نسل فعلی واقعیت مجازی است، که معمولاً به هدست برای ارائه گرافیک سه بعدی و دستکش‌های هوشمند یا کنترلرهای دستی برای ارائه بازخورد لمسی نیاز دارد، محرکی که شبیه لمس است. اکثر رویکردهای مبتنی بر ابزارهای پوشیدنی محدود به کنترل شی مجازی است که در حال نمایش است.
کنترل یک شی مجازی حسی را ایجاد نمی‌کند. اضافه کردن حس لمس مصنوعی می‌تواند بعد اضافی را بدون نیاز به پوشیدن دستکش برای احساس اشیا ارائه دهد و بنابراین بسیار طبیعی تر به نظر می‌رسد.
استفاده از شیشه و آینه
تحقیقات ما از گرافیکی استفاده می‌کند که توهم یک تصویر مجازی سه بعدی را ارائه می‌دهد. این یک نوع مدرن از تکنیک توهمی قرن نوزدهم است که به نام Pepper’s Ghost معروف است، که تماشاگران تئاتر ویکتوریا را با چشم اندازی از ماوراء طبیعی روی صحنه به وجد آورد.این سیستم‌ها از شیشه و آینه استفاده می‌کنند تا تصویری دو بعدی در فضا بدون نیاز به تجهیزات اضافی به نظر برسد و بازخورد لمسی ما با چیزی جز هوا ایجاد نمی‌شود.
آینه‌هایی که سیستم ما را تشکیل می‌دهند به شکل هرمی با یک طرف باز چیده شده‌اند. کاربران دست خود را از طرف باز گذاشته و با اشیاء تولید شده توسط کامپیوتر که به نظر می‌رسد در فضای آزاد داخل هرم شناور هستند تعامل دارند. اشیاء گرافیکی هستند که توسط یک نرم افزار به نام Unity Game Engine ایجاد و کنترل می‌شوند، که اغلب برای ایجاد اشیاء و جهان‌های سه بعدی در بازی‌های ویدئویی استفاده می‌شود.
درست در زیر هرم یک سنسور وجود دارد که حرکت دست و انگشتان کاربران را ردیابی می‌کند و یک نازل هوا، که جت‌های هوا را به سمت آن‌ها هدایت می‌کند تا احساسات پیچیده‌ای از لمس را ایجاد کند. سیستم کلی توسط سخت افزار الکترونیکی برنامه ریزی شده است تا حرکات نازل را کنترل کند. ما الگوریتمی را توسعه دادیم که به نازل هوا اجازه می‌داد با ترکیب مناسب جهت و نیرو به حرکات دست کاربران پاسخ دهد.
یکی از راه‌هایی که ما قابلیت‌های سیستم «هیراهپتیک» را نشان دادیم، نمایش تعاملی توپ بسکتبال است که می‌توان آن را به طرز قانع کننده‌ای لمس، چرخانده و پرتاب کرد. بازخورد لمسی جت‌های هوا از سیستم نیز بر اساس سطح مجازی توپ بسکتبال تنظیم می‌شود و به کاربران اجازه می‌دهد هنگام گرداندن توپ شکل گرد آن‌ها را احساس کرده و هنگام برگشتن از پشت آن‌ها ضربه بزنند.
کاربران حتی می‌توانند توپ مجازی را با نیروی متفاوتی هل دهند و تفاوت حاصله را در کف دست خود احساس کنند. حتی چیزی به ظاهر ساده مانند پرتاب توپ بسکتبال ما را ملزم کرد که سخت کار کنیم تا بتوانیم فیزیک بازی را مدل سازی کنیم و اینکه چگونه می‌توانیم آن احساس آشنا را با جت‌های هوا تکرار کنیم.
بوی آینده
در حالی که ما انتظار نداریم در آینده نزدیک یک تجربه کامل از Star Trek holodeck ارائه دهیم، ما در حال حاضر با جسارت به سمت مسیرهای جدید حرکت می‌کنیم تا عملکردهای بیشتری به سیستم اضافه کنیم. انتظار می‌رود به زودی بتوانیم دمای جریان هوا را تغییر دهیم تا کاربران احساس کنند سطوح گرم یا سرد دارند. ما همچنین در حال بررسی امکان افزودن بو به جریان هوا، تشدید توهم اجسام مجازی با استفاده از بو و همچنین لمس آن‌ها هستیم. با گسترش و توسعه سیستم، ما انتظار داریم که ممکن است در طیف وسیعی از بخش‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
https://techxplore.com
