Rzeczywista wirtualność: prognozy i zastosowania praktyczne

Wirtualna rzeczywistość (VR) wkracza ze sfery rozrywki do zastosowań praktycznych. Czym różni się od rzeczywistości rozszerzonej (AR) i czy możliwa jest wirtualność rzeczywista?

Konferencja IDC (International Data Corporation) Predictions 2017 (w lutym, m.in. w Warszawie) wskazuje dziewięć kluczowych obszarów prognostycznych do roku 2020: usługi chmurowe (cloud services), systemy kognitywne (cognitive systems), internet przedmiotów IoT (Internet of Things), drukowanie 3D (3D printing), media społecznościowe (social media), mobilność (mobility), robotyka (robotics), rzeczywistość wirtualna/rozszerzona VR/AR (virtual reality/augmented reality).

Dwa ostatnie terminy nasuwają pytanie o różnice między nimi. Można odwołać się przy tym do plastycznych przykładów pokazanych w znanych filmach. Nieprzypadkowo istnieje bowiem związek między ideami, które najpierw pojawiają się w dziełach artystycznych, stając się następnie natchnieniem dla technologów. Podczas kręcenia filmu „Raport mniejszości” w roku 2002, reżyser Steven Spielberg zatrudnił konsultanta MIT, który później podjął pracę w firmie Microsoft nad projektem MS Surface – komputer w postaci interaktywnego stołu pojawił się na rynku w roku 2008 (od roku 2012 pod nazwą PixelSense).

Zobacz również:

Tak więc „prototyp” AR, zwanej także rzeczywistością wzbogaconą, można dostrzec w „Terminatorze” (1984 r.). Tytułowy android odbiera ciągły strumień informacji z otoczenia, np. możliwe jest automatyczne skanowanie rozmiarów ubrań przechodniów. Słynne zdanie wypowiedziane przez „Arnolda Schwarzeneggera „I’ll be back“ okazało się prorocze: dziś aplikacje pokazane w filmie wracają w postaci coraz powszechniejszych zastosowań.

Z kolei „Matrix” to pomysł rzeczywistości wirtualnej – tworzonej sztucznie i „wyglądającej jak prawdziwa”. W filmie rodzeństwa Wachowskich (w roku 1999, kiedy kręcili pierwszy film, jeszcze braci) zdecydowano się na jej najbardziej zaawansowany wariant – informacje przekazywane przez interfejs bezpośrednio do mózgu. W takiej sytuacji człowiek nie jest w stanie odpowiedzieć na pytanie zadane prze Neo: „this isn't real?” (czy to jest naprawdę?). Morfeusz stwierdza „Co to znaczy: ‚prawdziwe’? Jak możesz zdefiniować ‘rzeczywistość’? Jeśli mówisz o tym, co możesz poczuć, co możesz powąchać, spróbować lub zobaczyć, to rzeczywistość jest tylko elektrycznymi impulsami interpretowanymi przez twój mózg.”. Wariant matrixowy to w istocie wirtualność rzeczywista (real virtuality), o której trudno mówić w tzw. przewidywalnej przyszłości. A co z aplikacjami AR/VR, o których głośno było już w latach 1990-tych?

Od pomysłu do przemysłu

Czym zatem różni się czas współczesny od tego sprzed lat 20, kiedy to wieszczono szybki rozwój VR, a takowy przecież wtedy nie nastąpił. Długa jest bowiem droga „od pomysłu do przemysłu“. Dziś wszakże mamy w rękach (dosłownie) technologie, która 20 lat temu nie istniała – smartfony. Owszem, historia tych urządzeń zaczyna się już w roku 1992, ale model „Simon” IBM był tylko propozycją prototypową. Przełom nastąpił dekadę temu, kiedy pojawił się iPhone, a dopiero w roku 2013 na świecie zaczęto sprzedawać więcej „mądrych“ komórek zamiast zwykłych. Co to ma wspólnego z rzeczywistością wirtualną?

Otóż technologie VR wymagają mocnych procesorów, wysokorozdzielczych ekranów i czujników ruchu. Wszystkie te elementy znajdziemy w smartfonach. Wystarczy teraz włożyć komórkę do prostego adaptera, np. Durovis Dive czy Google Cardboard, aby w połączeniu ze stosowną „apką“ uzyskać podstawową funkcjonalność wyświetlacza HMD (Head Mounted Display). Wprawdzie wspomniane adaptery nie zastępują całkowicie zaawansowanych zestawów nagłownych (VR headset), ale obrazowo można powiedzieć, że za 10% ich ceny dają 90% wrażeń. Przykładowo: zestaw Oculus Rift wyceniany jest na ok. 500 euro i ma kilkuprocentowy udział w światowym rynku (dane za rok 2016). Samsung Gear VR można nabyć za ok. 50 euro (30% rynku), Google Cardboard już od 10 euro (15% rynku), a wspomniany Durovis za ok. 30 euro - należy do dużej grupy innych producentów, którzy łącznie pokrywają ok. 40% rynku.

Mamy tu zatem analogie do sytuacji jak wystąpiła na rynku PC-tów na początku lat 80. XX wieku. Były już wtedy komputery osobiste (standard IBM w roku 1981) jednak dość drogie - w przeliczeniu na dzisiejsze ceny ok. 5000 euro. Tymczasem wizjonerzy tacy jak Clive Sinclair dostrzegli, że w naszych domach są już telewizory, które mogą być komputerowymi ekranami i magnetofony, które mogą spełniać rolę pamięci zewnętrznej. Wystarczyło teraz połączyć te urządzenia z „pudełkiem gumek“ (tak zwano charakterystyczne klawiatury) zawierającym mikroprocesor i pamięć operacyjną, aby uzyskać komputer domowy (home computer) typu Spectrum. Za ten pomysł brytyjski wynalazca uzyskał tytuł szlachecki. Dodajmy, że już w połowie lat 80. Polskie Radio rozpoczęło emisję programów komputerowych drogą radiową, co było rozwiązaniem nowatorskim w skali światowej. W ten sposób informatyka trafiała na masową skalę „pod strzechy“, a takie konstrukcje jak Atari, Commodore czy Amstrad-Schneider przyczyniły się do eksplozji dynamicznego rynku pecetów.

Nowy cyfrowy świat

Wiele wskazuje na to, że dziś stajemy na progu podobnej eksplozji w sferze AR/VR. Wydaje się, że masa krytyczna rozwiązań startupowych i prototypowych w rozważanej dziedzinie jest tak duża, że choćby z przyczyn czysto statystycznych wiele z nich czekają kariery na miarę gigantów poprzednich cykli rozwoju IT – Microsoftu (Web 1.0), Google’a czy Facebooka (Web 2.0). Obecny cykl (Web 3.0) oznacza bowiem przechodzenie do sieciowości inteligentnej (formalnie ontologiczno-semantycznej) w połączeniu z cyfrową materią Przemysłu 4.0. Fundamentem tego ostatniego paradygmatu są wszakże systemy cyberfizyczne w połączeniu z internetem przedmiotów IoT (Internet of Things). Natomiast środkiem wiodącym do tych nowych rozwiązań technologiczno-organizacyjnych są m.in. aplikacje AR/VR.

Gama wyłaniających się zastosowań jest imponująca: od rozszerzonej rzeczywistości w medycynie, gdzie pacjentowi wirtualnie „żyły wychodzą na wierzch“ (Vein Viewer) do wirtualnych tras narciarskich, po których można zjeżdżać „jak po sznurku“ nawet we mgle (Ski Goggles).

Rozszerzona rzeczywistość wkracza także do szkół i fabryk. W logistyce, oprócz zautomatyzowanych magazynów wysokiego składowania, niezbędne jest także komisjonowanie tzw. resztówek (włącznie z niepełnymi paletami). Pracownik korzystając z popularnego „widłaka“ może mieć na wózku ekran dotykowy, gwarantujący dialog człowiek z maszyną (np. modułem ERP). Alternatywnie może korzystać z interfejsu akustycznego przy pomocy mikrofonu i słuchawek. W obu przypadkach występuje ryzyko błędów – nieprawidłowa ilość towaru, potwierdzenie towaru niepobranego czy niepotwierdzenie pobranego.

Koszty dodatkowego kontrolowania przesyłek mogą być tak duże, że niektóre firmy wręcz zakładają, że jego końcowym ogniwem staje się sam klient, który „najwyżej“ będzie reklamował dostawę. Będzie to jednak antyreklama dla samej firmy. Tymczasem wyposażenie pracownika w magazynie w cyfrowe okulary, z danymi wzbogaconymi AR, otwiera nowe możliwości automatycznych kontroli. Każdorazowo wszelki błąd - zarówno złej trasy, regału czy opakowania – sygnalizowany jest wielkim znakiem Stop, a prawidłowo pobierane produkty mogą się wręcz „uśmiechać“ w kolorowej grafice 3D.

Przykłady zastosowań VR/AR

Medycyna

Projekcja wnętrza ciała pacjenta np. podczas zabiegu chirurgicznego, wirtualne „nakładanie“ obrazu żył na skórę (Vein Viewer).

Transport

Nawigacja wzbogacona o informacje z otoczenia – wirtualna mapa połączona z obrazami rzeczywistymi możliwa w ruchu samochodowym czy pieszym, na ulicach czy w budynkach (Indoor Tracking).

Turystyka

Gogle AVD (Augmented Virtual Reality) dla narciarzy i snowbordzistów, informacje prowadzące na trasie, także podczas mgły.

Inżynieria

Wzbogacona dokumentacja referencyjna, instrukcje obsługi i naprawy, AD (augmented design), projektowanie architektoniczne, symulacje.

Handel

Wirtualnie rozszerzone prezentacje, katalogi produktów.

Edukacja

Wzbogacanie nauczania multimedialnego interakcjami podczas nauki czytania bądź geometrii.