Navidezni sprehod skozi starodavne Pompeje

Raziskovanje virtualnih svetov z Cybercarpet

Nova platforma omogoča neomejeno hojo po virtualnih svetovih © ETH Zurich / Max Planck Society
prebral

Kaj pa, če bi se lahko sprehodili skozi zgodovinske Pompeje pred izbruhom gore Vezuv? Fascinantna ideja, ki jo raziskovalci zdaj spreminjajo v resničnost. Razvili so novo platformo za tek, na kateri se lahko ljudje prosto gibljejo v virtualnih svetovih, "kiberketarju". Je rezultat triletnega projekta, ki ga financira Evropska komisija.

Na področju virtualne resničnosti je v zadnjih nekaj desetletjih bil izjemen napredek. Navidezna okolja je zdaj mogoče upodobiti s fotorealistično grafiko, hi-fi zvokom in celo haptičnimi izkušnjami. Vendar se v teh virtualnih svetovih ni bilo mogoče prosto gibati v vseh smereh. Običajno bi uporabniki lahko krmarili po teh okoljih z miško ali krmilno palico ali korakali v smeri na tekalni stezi, opremljeni z očali za monitor. Toda to ne ustreza naravnemu načinu gibanja in orientacije v mestih ali zgradbah.

Tekalna steza v vseh smereh

Nasprotno pa so navidezni svetovi primerna metoda za preučevanje natančno te človeške navigacije v skoraj naravnih razmerah. Zato se znanstveniki z Inštituta Max Planck za biološko kibernetiko v Tübingenu začnejo prav tam. S Cybercarpet imate na razpolago prvo resnično uporabno tako imenovano vsesmerno platformo, na kateri lahko prosto hodite v katero koli smer skozi virtualna okolja.

Gradnja ploščadi je bila v rokah raziskovalcev z Inštituta za uporabno mehaniko Tehniške univerze v Münchnu. Izdelali so serijo novih mehanskih rešitev za nemoteno in varno delovanje kiberketarja, ki je videti kot prevelika veriga bagrov goseničarjev. V tem primeru so člani te verige sestavljeni iz posameznih tekalnih stez, ki se prav tako premikajo pravokotno na smer gibanja gosenice. Premiki naprej, nazaj in vstran sestavljajo tekoči trak, katerega površina se zdaj premika v vse smeri.

Povratne informacije omogočajo naravno gibanje

Da bi se tek na platformi počutil naravnega, so znanstveniki z univerze v Rimu razvili algoritem krmiljenja, ki nadzoruje odzivnost tekalne steze na vedenje uporabnika. Pospeški, ki jim je izpostavljen uporabnik, morajo biti čim manjši in omogočati normalno hojo. Odločilni za razvoj tega algoritma so bili rezultati zaznavnih poskusov na inštitutu Tübingen Max Planck. Teoretične modele za optimalno vodenje platforme nudijo računalničarji Tehniške univerze v Münchnu - Katedra za kontrolni inženiring je že pridobila bogate izkušnje na področju upravljanja zapletenih robotskih sistemov. zaslon

Navidezna rekonstrukcija starega Pompeja ETH Z rich / Društvo Max Planck

Da prepreči, da bi subjekt po nekaj korakih padel čez rob platforme, mora algoritem nadzora vedeti, kje je oseba na platformi. V ta namen so znanstveniki Švicarskega zveznega tehnološkega inštituta v Zürichu zasnovali sistem sledenja z Inštituta za obdelavo slik. Več kamer, nameščenih v sobi, beleži gibanje predmeta. Povezani so z analiznim programom, ki ne prepozna le položaja preiskovancev, ampak tudi njihove kretnje ali telesno držo. Te se posnamejo in analizirajo v nekaj sekundah. Računalnik lahko na primer prepozna, ko testni subjekt sproži zaslonka virtualnih vrat.

Navidezni svet iz arheološke zbirke

In svet za tem? To prihaja iz laboratorijev skupine za računalniški vid ETH Z rich. Raziskovalci so opravili razgovor z arheologi, obiskali izkopališča v Italiji in ovrednotili risbe in fotografije, da bi ustvarili čim bolj realistično sliko starodavnih Pompejev 79 pred našim štetjem in s tem pred izbruhom Vezuva. S programsko opremo za vizualizacijo pa lahko ustvarite tudi futuristične metropole ali druga okolja.

Možno je, da se bo ta nova platforma sčasoma uporabila za podporo treningom športnikov ali omogočila virtualne vaje na nevarnih gasilskih enotah. "Toda druge možne uporabe so povsem možne, " pravi Marc Ernst, vodja projekta EU. "Na primer v medicini za rehabilitacijo motoričnih motenj ali za podporo urbanistov in arhitektov, ki bi želeli s svojimi strankami preprečiti virtualne stavbe."

(MPG, 16.04.2008 - NPO)