Haptikus érzékelés a virtuális valóságban

A haptics a VR-ban az első modern VR headsetek megjelenésével jelent meg a 2010-es években. Ezek az új fejre szerelhető kijelzők lehetővé tették a felhasználók számára, hogy lássák a virtuális világot, és a tapintható visszajelzések révén interakcióba is léphetnek vele. A haptikus technológia alkalmazása az érintést a jelenlét érzésének megteremtéseként, valamint az érzelmi kapcsolatok és interakciók alapjaként képzelte el. Azóta világossá vált, hogy a haptikában rejlő lehetőségeknek nincs határa, hiszen új módot kínál a gépekkel való kommunikációra.

Mi az a haptikus visszacsatolás?

A haptikus visszacsatolás (amelyet gyakran csak haptics-ként, azaz haptikaként rövidítenek) a kommunikáció egyik módja, nem pedig egy konkrét technológia vagy alkalmazás. Ez nem kevesebb, mint egy teljesen új módja a gépek és az emberek kommunikációjának. Olyan technológia alkalmazása, amely serkenti az érintés- és mozgásérzékelést, különösen annak érdekében, hogy távolról vagy számítógépes szimulációban reprodukálják azokat az érzéseket, amelyeket a felhasználó fizikai tárgyakkal közvetlenül érintkezve érez. A ’haptikus’ jelentése tehát érintésérzékkel kapcsolatos, különös tekintettel a tárgyak érzékelésére és manipulálására az érintés és a propriocepció segítségével.

A haptika két aspektusból áll: maga a haptikus technológia (olyan technológia, amely érintést szimulál) és a tapintható visszacsatolás (az érintés kommunikációs módja a felhasználókkal). Míg a haptika, a haptikus technológia és a haptikus visszacsatolás úgy tűnik különböző kifejezések azonos jelentéssel, de egyértelműen és lényegesen eltérőek egymástól. A haptika tágabb kategória, amely nemcsak a haptikus technológiát és a visszacsatolást tartalmazza, hanem egybeolvad az idegtudománnyal és az érintés fiziológiájával. Amit a haptika kínál a felhasználónak, az a virtuális valóság megtapasztalásának teljesen új módja.

Az eddig elmondottak ismeretében fontos megjegyezni, hogy az érintés szimulálására különféle módok léteznek. Bár a legelterjedtebbek a tapintó kesztyűk, létezik olyan technológia is, amely semmilyen fizikai beavatkozást nem igényel: nem kell megérinteni az eszközt, és még csak a kezét sem kell rátenni a felhasználónak az adott objektumra. Bár ez úgy hangzik, mintha valami Spielberg-filmből jönne, egyszerűbb módon működik, mint gondolnánk.

Az egész folyamat két kis hangszóróval kezdődik, amelyek magas frekvencián bocsátanak ki ultrahanghullámokat. Ezeknek a hullámoknak a frekvenciája túl magas ahhoz, hogy az emberi fül hallja. Ezek az ultrahangos hangszórók egymáshoz vannak igazítva, és mindegyik külön-külön vezérelhető. Kifinomult algoritmusok használatával ezek az ultrahangos hangszórók nagyon precíz időkülönbségekkel aktiválódnak, lehetővé téve, hogy a hullámok egyszerre érjék el a tér azonos pontját. Ezt a pontot, ahol ezek az ultrahanghullámok találkoznak, fókuszpontnak nevezzük.

Kézkövető eszköz – szélesebb fogalommal testkövetés – segítségével nyomon követhető egy kéz mozgása is, úgy, hogy pozíciót és a fókuszpontot ennek megfelelően állítjuk be. Innentől kezdve lesz szuper érdekes a dolog. Ezek az ultrahanghullámok elég erősek ahhoz, hogy mikrohorpadást (szenzorfúziót) hozzanak létre a bőrön – egy un. nyomáspont, – amely azután vibráció létrehozására használható és a kéz érintési receptoraival észlelhető. Ha a nyomáspontot körbemozgatjuk a kéz felületén, különböző tapintási hatások hozhatók létre a levegőben. Ez a technológia rengeteg különböző alkalmazási lehetőséget kínál.

Az alábbiakban pár területet körvonalaznék a haptika alkalmazásaira és lehetőségeire:

Ahogy a technológia fejlődött, a haptikus ruha, kesztyű és egyéb viselhető eszközök is megjelentek, és ezek ma már elég gyakoriak. A haptikus érzékelés négy fő előnyt hoz a VR fejlesztésbe és használatba:

A haptika ipari alkalmazásának nagyszerű példája az autóipari szektor, ahol ilyen rendszerekkel bővítik ki az infotainment rendszereket, így kihasználva az ultrahang tulajdonságait és képesek a levegőben működő, tapintási érzetet keltő fejlesztéseket létrehozni. Ilyen alkalmazások működése esetén a járművezetők jobban képesek összpontosítani a vezetésre, miközben egy egyszerű kézmozdulattal megváltoztathatják a hőmérsékletet, a zenét vagy ventilátorokat, vagy akár a térképet is megnyithatják.

A világjárvány jelenlegi állapota újabb fantasztikus lehetőséget kínál a haptikus fejlesztések gyorsabb elterjedésére. Jelenleg óriási az ígénye az embereknek, hogy ne érintsenek meg tárgyakat vagy felületeket puszta kézzel. A haptikus technológia nagyon hasznos szerepet játszhat a vírus terjedésének megelőzésében. Képzelj el olyan közlekedési lámpákat amelyek a gyalogosok számára egy egyszerű kézmozdulattal bekapcsolhatóak, ahelyett, hogy megnyomnál egy gombot. Illetve a tömegközlekedési jegy érvényesítésének lehetősége anélkül, hogy bármilyen eszköz érintésére szükséged lenne a hitelesítéshez. Vagy az érintésmentes, de interaktív kijelzőpanel használata, mint pl. a bevásárlóközpontokban vagy a gyorséttermekben, a térképek vagy a rendelések leadása a kijelzőkön keresztül. Az ilyen alkalmazások lényegesen lassíthatják a vírus terjedését.

Ráadásul jelenleg sokunknak azt tanácsolták, hogy maradjunk otthon amikor csak lehetséges, különösen, ha a munkánk lehetővé teszi, hogy otthonról dolgozzunk. De mit kezdjenek ezzel a jótanáccsal az orvosok, sebészek és más egészségügyi dolgozók? Haptikával, akár távolról is lehetséges műtéti beavatkozás! Ez azt jelenti, hogy egy New York-i sebész távolról is megteheti, hogy műtétet végezzen egy betegen Sydneyben, egyszerűen egy VR headset és haptikus kesztyű használatával, amelye már megvolt több sikeres pilot project és próbaműtét.

Ez a forgatókönyv azért még egy kicsit a jövő és nem a mai rutin és realitás, de haptikával ez csak idő kérdése, mikor válik valósággá. Valójában 2021 végén egy műtétet hajtottak végre: egy londoni sebész műtétet végzett egy másik városban található banánon. Ez bizonyítja, hogy lehetséges a távoli műtét, de még nem állunk készen arra, hogy távoli műveleteket hajtsunk végre emberi lényeken.
Az igazi haszon ebben a pillanatban inkább az, hogy a haptikus technológia egyértelműen egy következő szintre emeli a felhasználói élményt, és ez a legfontosabb, hogy egy mélyebb, valóságosabb, elmélyültebb hatást tud adni az általunk eddig ismert VR-élményhez.

Bármennyire is futurisztikusnak gondolod, a haptika már nem csak a jövő, hanem már a jelen is, amely különösen nagy potenciállal rendelkezik a pandémia utáni világban történő alkalmazások fejlesztésében. Egyszerű működési mechanizmusa és a felhasználók oldaláról érkező igények egy csodálatos lehetőségekkel teli világ megteremtéséhez vezethet, ha meg tudjuk tanulni, hogy hogyan kell hasznosan alkalmazni és működtetni. Így vagy úgy, a haptikának még hosszú utat kell megtennie, hogy teljesíteni tudja a hollywoodi filmek elvárásait, de reméljük, hogy még a mi életünk gyakorlati részévé fog válni minden jó tulajdonságát kihasználva.