سفر به دنیای مجازی

امروزه به ندرت اتفاق می افتد که کامپیوتر به افراد وصل شود. بدن انسان به طور کلی به گونه یی ساخته شده است که جهان اطراف خود را حس و با آن ارتباط برقرار می کند، اما کامپیوترها فقط با نوک انگشتان دست انسان در تماس هستند. البته همین نوک انگشت نیز اجازه ندارد از تمام قابلیت های خود استفاده کند. اما به تازگی کامپیوتری طراحی شده است تا به صورت همه جانبه با انسان تعامل داشته باشد و در لحظات مختلف حس های گوناگونی را از انسان دارد تا بتواند اطلاعات را انتقال دهد. من به عنوان یک متخصص کامپیوتر، بیش از ۲۰ سال روی پروژه بزرگی به نام واقعیت مجازی کار کرده ام تا کل بدن را به تعامل با کامپیوتر درآورم.
شما می توانید یک دستگاه ایده آل واقعیت مجازی را به صورت یک آینه با موتور حسگر در نظر بگیرید که در مقابل بدن انسان قرار گرفته است. هرجا که بدن ما دارای حسگر است (مانند گوش، چشم و زبان)، یک سیستم واقعیت مجازی (VR) باید تحریکی در آن نقطه از بدن ایجاد کند تا یک دنیای توهمی و غیرواقعی متناظر با آن تحریک به وجود آید. به عنوان مثال چشم به یک نمایش تصویری، گوش به صدایی برای شنیدن و زبان به مزه یی برای چشیدن نیاز دارد. البته این فقط بخش ساده موضوع است. بیشتر قسمت های بدن انسان دارای پوست است، بنابراین دستگاه ایده آل واقعیت مجازی عمدتاً به لمس و حس کردن اختصاص یافته است. اصطلاح خاص این بخش از واقعیت مجازی «حس لامسه» است.
من انتظار زیادی از حس لامسه (بساوایی) دارم. هنگامی که مردم به صورت فیزیکی خود را حس می کنند، عمیق تر و خلاقانه تر فکر می کنند. مانند هر شخص دیگری که یاد می گیرد چگونه پیانو بنوازد، من در شگفتم که دستان من چگونه می تواند مسائل پیچیده ریاضی را به راحتی و سریع تر از آنچه که من بتوانم درباره آنها به طور ذهنی بیندیشم، حل کند. من همواره شیفته این قابلیت بوده ام و تلاش کرده ام به بچه ها اجازه دهم مولکول های DNA و مسائل انتزاعی هندسه را درون سیستم های تخیل پردازانه واقعیت مجازی تجربه کنند، سیستم هایی که واکنش تمام اعضای بدن را برای آنها امکانپذیر می سازد.
متاسفانه پیشرفت در این زمینه به کندی صورت می گیرد. فناوری واقعیت مجازی به مقدار زیادی قدرت محاسبه نیاز دارد و همچنان در انتظار قانون مور است تا به آن برسد. با این وجود همین امسال دو پیشرفت قابل توجه مشاهده شده است. دنیای اینترنتی Second Life امسال توجه زیادی را به خود جلب کرده است که البته استحقاق آن را نیز داشت زیرا نشان می دهد که می توان مردم را با کاربردهای مبتکرانه واقعیت مجازی که بسیار فراتر از بازی های کامپیوتری است، مجذوب کرد. اما یک پدیده محبوب دیجیتالی دیگر (که البته آن نیز لامسه یی است) وجود دارد. این پدیده نیز به اندازه مورد قبلی درباره آینده واقعیت مجازی سخن می گوید، گرچه به طور گسترده مورد توجه قرار نگرفته است. نام این پدیده کنترل کننده وای است. این وسیله به عنوان آغازگر یک انقلاب لامسه یی در اذهان باقی خواهد ماند.
در اوایل دهه ۸۰ من و همکارانم زمان زیادی را صرف کردیم تا کشف کنیم چگونه بدن انسان می تواند بهترین تعامل را با دنیای مجازی داشته باشد. دستگاه واقعیت مجازی شاخصی که از آن پروژه حاصل شد، دیتاگلاو نام داشت که یک دستکش پرشده با حسگر بود که می توانست یک مدل مجازی آنی از دست انسان را به سوی دنیایی که به وسیله کامپیوتر ایجاد شده بود، هدایت کند.
ای کاش راهی وجود داشت که می شد هیجان پژوهش در زمینه واقعیت مجازی در آن ایام را به مخاطب انتقال داد. من به خاطر دارم در گاراژ پالوآلتو بودم که پروژه VPL آغاز شد. در آن طرح برای نخستین بار از یک جسم مجازی استفاده شده بود. فکر می کنم آقای تام زیمرمان (مخترع آن نخستین دستکش) بود که گفت؛ «این قطعاً هیجان انگیزترین اتاقی است که در آن بوده ایم، در تمام دنیا و در این لحظه.» ما چیزهایی خیلی بیشتر از دستکش ساختیم. ما لباس های یکسره برای پوشش کل بدن تولید کردیم. اگر می خواهید بدانید این لباس ها شبیه به چه بود، فیلم علمی-تخیلی «مرد چمن زن» را ببینید که آینه تمام نمای تجهیزات معتبر و قابل اعتماد واقعیت مجازی آن دوران بود.
چیزی که من خیلی امیدوار بودم درباره دیتاگلاو اتفاق بیفتد آن بود که مردم بتوانند به آسمان برسند و اشیای مجازی را به گونه یی لمس کنند که گویی خودشان در حال ساخت بلوک ها هستند. به عنوان مثال ما محیط های برنامه ریزی مبتنی بر دستکشی را ساختیم که شخص می توانست موتورهای اسباب بازی مجازی را مونتاژ کند یا برنامه های کامپیوتری را سرهم کند، مانند مدارهایی که عملکرد بخش های مختلف یک نرم افزار را ارائه می دهد.
البته مشکلات زیادی نیز در این مسیر وجود داشت. جدی ترین مشکل در رابطه با ردیابی حسگرهای موجود در دیتاگلاو بود که موقعیت و بالا و پایین بودن دست را اندازه گیری می کرد. معمولاً کاربران بدون آنکه خودشان بدانند، حرکات خود را به آهستگی انجام می دادند تا به حسگرهای کند و با تاخیر، زمان کافی بدهند آنگاه این افراد اعوجاج زمان را تجربه می کردند. آنها تصور می کردند برای مدت زمانی کمتر از زمان حقیقی در دنیای واقعیت مجازی قرار داشتند. آن رویداد، یک نمایش زیبا از این موضوع بود که چگونه بعضی اوقات مغز انسان از ریتم های بدن برای اندازه گیری گذر زمان استفاده می کند.
یک مشکل دیگر، وجود حالت تهوع بود. حسگرهایی که به آرامی و با کندی واکنش نشان می دادند، نه تنها حرکات دست بلکه تکان های سر و دیگر اعضای بدن را نیز ردیابی می کردند. اگر شما سرتان را به سرعت می چرخاندید، کل دنیای مجازی اطراف شما (به گونه یی که به وسیله عینک های مخصوص دیده می شود و تصویر تولیدشده توسط کامپیوتر را به نمایش می گذارد) به نظر می رسید دچار عدم تعادل شده است و تا زمانی که خود را با شما هماهنگ کند، می چرخید. هفته عجیبی را در اواسط دهه ۸۰ به خاطر دارم که از ما دعوت به عمل آمده بود تا دموهای واقعیت مجازی را به بعضی از استودیوهای بزرگ فیلمسازی هالیوود ببریم. در استودیوی یونیورسال، رئیس معروف و قدیمی آن به نام «لو واسرمن» از من پرسید آیا ممکن است کسی به قدری دچار سرگیجه شود که حالش به هم بخورد؟ من که چنین پرسشی را قبلاً پیش بینی کرده بودم، در پاسخ گفتم؛ ما راهکارهایی داریم تا احتمال وقوع حالت تهوع را تا یک به ده هزار کاهش دهیم. اما با کمال تعجب دیدم که آقای واسرمن گفت؛ «حواست کجاست؟ من می خواهم بازیگر حالش به هم بخورد، چگونه می توانی کاری کنی که احتمال این پیشامد بیشتر شود؟»
شاید مهارنشدنی ترین مشکل در رابطه با دیتاگلاو، خستگی بازو بود. سعی کنید بازوهای خود را بدون هیچ گونه پشتیبانی به مدت چند دقیقه بالا نگه دارید. به زودی متوجه خواهید شد لرزش های کوچکی در ماهیچه های بازوهایتان ایجاد شده است و در مدت کوتاهی تمام نیروی شما از بین می رود. ما عادت داریم تکیه گاهی هر چند کوچک برای دستان خود داشته باشیم. این یک نیاز مهم است که اجسام مجازی کنونی قادر به ارائه آن نیستند.
دشواری هایی که ما با آنها روبه رو شدیم در حقیقت منجر به ابداع های مهم و جالبی شد، از جمله روش جدیدی برای درمان فیزیکی. با استفاده از یک دیتاگلاو نسل اول می شد توپ های مجازی را در فضای واقعیت مجازی پرتاب کرد (ولی خیلی آهسته) به گونه یی که گویا توپ ها در حالت اسلوموشن حرکت می کنند. این یک مزیت برای شعبده بازان مبتدی محسوب می شد، زیرا حرکت توپ ها خیلی کند بود و هر کسی می توانست تردستی کند. ما دریافتیم که مردم می توانند با سرعت بخشیدن تدریجی به توپ های مجازی، چگونگی تردستی با توپ های حقیقی را یاد بگیرند. این یک سیستم فوق العاده است، این مفهوم در حال حاضر در توانبخشی پیشرفته، یک کار متداول است. به عنوان مثال سیستم های معالجه و درمانی وجود دارد که از واقعیت مجازی دارای حرکت آهسته بهره می گیرد تا به بیماران کمک کند اعضای آسیب دیده آنها به سرعت عادی خود دست یابد.
اگرچه حسگرهای دیتاگلاو قدری گیج بودند و باعث خستگی بازوها می شدند، اما میلیون ها عدد از این دستکش جادویی ساخته شد. چندین سال پس از دوران دستکش مذکور، من یک قرقره جالب داشتم که فیلم «گزارش اقلیت» را به یاد می آورد. کارگردان معروف این فیلم «استیون اسپیلبرگ» را قبلاً در جلسه یی که با آقای واسرمن داشتم، ملاقات کرده بودم. رابط دستکش به یک هنرپیشه نقش اصلی متصل می شد. فیلمسازان تلاش زیادی کردند تا این شیوه واکنش مجازی پایدار به نظر برسد، در حالی که واقعاً پایدار نبود.
خوشبختانه از آن زمان تاکنون حسگرها و ریزپردازنده ها خیلی بهتر و ارزان تر شده اند، به طوری که کنترل کننده های وای (Wii) امروزه می توانند خود را با حرکات تند و سریع بازو تطبیق دهند. دیتاگلاو از خاصیت آهنربایی برای تعیین جهت و موقعیت استفاده می کرد. پاورگلاو که نسخه بعدی آن بود و با مجوز شرکت Mattel تولید می شد، از خاصیت مافوق صوت بهره می گرفت که گام های آن خیلی بالاتر از آستانه شنوایی انسان است. سیستم کنترل کننده Wii ترکیبی از هر دو فناوری را به کار گرفته است. این سیستم دوربینی دارد که beacon (امواج رادیویی که برای هدایت هواپیما به کار می رود) نور مرئی را می بیند و دارای شتاب سنج هایی است که حرکت را در سه جهت اندازه گیری می کند. هر دو حسگر به اندازه کافی سریع هستند. در نتیجه بازیگران Wii می توانند اجسام را درست مانند بازوی انسان پرتاب کرده و تاب دهند. متاسفانه کنترل کننده های Wii در فعالیت هایی که مستلزم دوام و پیوستگی یا ساختار است، مزیتی نسبت به دستکش های قدیمی فوق الذکر ندارند. این دو عامل جالب ترین چیزهایی است که می توان در فضای واقعیت مجازی انجام داد.
پرسشی که اکنون مطرح می شود این است؛ روش درست اداره کردن اجسام مجازی چیست؟ هرگاه بتوانیم یک ارتباط لمسی با رویاهای خود برقرار کنیم، شکل آن چگونه خواهد بود؟
من سرپرست راهبردی هستم که «روبات پیشخدمت اختاپوسی» نامیده می شود. بعضی از همکاران من روی روش های ابتدایی آن کار کرده اند، گرچه باید پیشرفت های زیادی در محاسبه و مواد آن پیش از ساخت این روبات صورت گیرد. عملکرد آن چنین است؛ فرض کنید در یک جهان مجازی قرار دارید و می خواهید دستان خود را روی یک پیشخوان مجازی بکوبید. تصور کنید یک روبات هوشمند در نزدیکی شماست. (البته شما او را نمی بینید، زیرا فقط به دنیای مجازی کامپیوتری خود نگاه می کنید) روبات مذکور بازویی دارد که یک سینی را با آن نگه داشته است (مانند یک پیشخدمت) همین که شما شروع به کوبیدن دستان خود می کنید، روبات محاسبه می کند که شما باید روی یک چیز مجازی بکوبید. آنگاه روبات درست به موقع دستان خود را پایین آورده و سینی را در ردیف پیشخوان مجازی آورده و شما را به این اشتباه می اندازد که پیشخوان در آنجا قرار دارد.
این سامانه باید برای هر جسم مجازی (صرف نظر از شکل آن) دارای تاثیر باشد، بنابراین در دستان روبات به جای سینی، یک ماشین marphing قرار دارد که شاید از فیزیولوژی بدن اختاپوس الهام گرفته باشد.
من براساس قانون مور پیش بینی می کنم روبات پیشخدمت اختاپوسی تا سال ۲۰۱۵ در آزمایشگاه و تا حدود سال ۲۰۲۵ در منازل پدیدار شود.

Discover, May. ۲۰۰۷

منبع : روزنامه اعتماد