Все новости от 10 сентября 2001 г.

Компьютеры учатся чувствовать

Левин не единственный энтузиаст технологии, называемой хаптикой. Это программно-аппаратный комплекс средств, имитирующих органы осязания человека и воздействующих на них посредством тактильных вибраций или силовой реакции. Ведущие клиники США закупают имитаторы стоимостью в миллионы долларов, а в сфере компьютерных игр эта технология развивается с середины 1990-х, когда начали широко распространяться джойстики с обратной связью.

Пока что хаптика (от греческого глагола haptic – касаться) остается предметом изучения научных лабораторий с гигантскими бюджетами и опытов конструкторских бюро. Однако, как утверждают специалисты, вскоре эта технология вполне может стать массовой. В январе влиятельный научный журнал MIT Technology Review назвал хаптику в числе десяти перспективных технологий, которые «окажут глубокое влияние на экономику и образ нашей жизни и деятельности». А в прошлую среду глава Microsoft Билл Гейтс продемонстрировал карманный компьютер, который «понимает», где верх и низ, и «чувствует», когда к нему прикасаются. Гейтс заявил, что эта технология позволит портативным компьютерам переориентировать изображение на экране в зависимости от того, как они расположены, и переходить на диктовку, когда пользователь подносит их к уху, как сотовый телефон.

Руководители компаний, занимающихся исследованиями в области хаптики, возлагают особые надежды на вклад этой науки в электронную коммерцию. По их прогнозам, в ближайшие десять лет покупатели смогут «пощупать» кусок шелка или другого материала, просто проведя пальцем по экрану компьютера – это снимет важное ограничение для многих потенциальных покупателей интернет-магазинов.

Введение хаптики в онлайновую практику поможет повысить доверие к приобретаемым в интернете товарам и распространить интересы потребителей с книг и CD на продукты питания, мебель и отделочные материалы. Некоторые ученые утверждают, что Webvan и другие онлайновые службы доставки никак не могут добиться успеха главным образом потому, что покупатели, вместо того чтобы пролистывать онлайновый каталог, хотят иметь возможность пощупать туалетную бумагу и потрогать помидоры. Для этого и разрабатывается хаптика. «Появится ли возможность прежде, чем купить овощи, пощупать их посредством компьютера? Думаю, да, – говорит профессор Южно-калифорнийского университета и главный научный сотрудник Центра интегрированных медиасистем Маргарет Маклафлин (Margaret L. McLaughlin). – Лаборатории работают над целым комплексом средств воспроизведения таких ощущений, так что в соединении хаптики с электронной коммерцией нет ничего фантастического».

Из клиник на рабочие столы и приборные панели
Хотя ученые пока еще далеки от воспроизведения ощущения бархата или вельвета на экране компьютера, за прошедший год хаптика уже проложила себе дорогу в мэйнстрим. В августе 2000 года компания Logitech представила продукты iFeel Mouse и iFeel MouseMan – это первые мыши для массового рынка, «вздрагивающие», когда курсор натыкается на гипертекстовую ссылку на веб-странице или прокатывается по позициям падающего меню. Самая дешевая версия осязаемой мыши Logitech стоит 40 $.

Компания Immersion, которая разработала технологию, лежащую в основе iFeel, старается ввести аналогичную тактильную обратную связь в лаптопы – известные своими неудобными, неточными манипуляторами. Immersion, имитаторы эндоскопов которой используются в 4% американских медицинских учебных заведений, разработала также тактильную панель управления iDrive для автомобиля представительского класса серии 2002 BMW 7.

«Осязание – одно из трех средств взаимодействия с пользователем наряду с изображением и звуком, – говорит главный инженер Immersion Брюс Шена (Bruce Schena). – Через несколько лет мы будем воспринимать осязание как неотъемлемую часть практики общения с компьютером – точно так же, как теперь воспринимаем изображение и звук».

Специалисты Immersion делят продукты на три уровня «осязательного спектра». Самые несложные генерируют «простой рокот» – слабую вибрацию, ощущаемую пальцами, как в случае с мышью iFeel. Более совершенные используют вибрацию таким образом, что пользователь «чувствует» фактуру материала. Например, сенсорная панель, создающая последовательность вибраций разной частоты и уровня, способна имитировать ощущение вельветовой ткани или дорожек на грампластинке. Наиболее сложные хаптик-продукты сочетают вибрацию с силовым воздействием. Например, практикант-медик, который вводит имитатор эндоскопа в глотку пациента, ощущает сопротивление, упираясь в виртуальную опухоль или стенку артерии. А перчатки, соединенные с компьютером, могут создавать ощущение веса – авиакосмические компании уже используют такие устройства для определения того, насколько удобно обслуживать в космосе ту или иную деталь конструкции. «Конечно, все это иллюзия, – говорит Шена. – Мы создаем иллюзию фактуры или веса в физическом мире, хотя всем этим управляет компьютер и ПО».

Компания SensAble Technologies также занимается хаптикой, но ее продукты в большей степени отвечают потребностям промышленности и науки. Наиболее известным изделием SensAble является Phantom, который позволяет экспериментировать с виртуальной сборкой и виртуальной фотопечатью, прокладывать пути, управлять объектами на расстоянии и заниматься молекулярным моделированием, получая полное ощущение силовой и вращательной отдачи. Первоначально разработанные группой инженеров MIT, «Фантомы» совместимы со стандартными ПК и рабочими станциями Unix. Самые дешевые модели стоят более 10 тыс. $, тем не менее эти устройства, по словам президента SensAble Билла Олета (Bill Aulet), проникли на корпоративный рынок глубже, чем он рассчитывал вначале.

Шесть лет назад, когда они только появились, «Фантомы» работали лишь со специальным компьютерами SGI стоимостью 250 тыс. $ и выше. Теперь их можно устанавливать на некоторые настольные ПК IBM всего за 5 тыс. $. Через год, по словам Олета, 99,9% ПК будут комплектоваться аппаратурой, поддерживающей 3D-графику. «Закон Мура работает на нас, – говорит Олет. – А 3D-графика развивается еще быстрее. Вопрос не в том, сможем ли мы применять хаптику на ПК, а в том, для чего она будет использоваться и как должен выглядеть интерфейс».

Высвобождая дух творчества
В июле SensAble, наряду с «Фантомом», начала продавать систему моделирования FreeForm, которая в трехмерном пространстве компьютерной графики имитирует глину. FreeForm работает на любом компьютере Windows NT SP6 с одним процессором Pentium 933 МГц или с двумя процессорами по 400 МГц и не менее 512 Мбайт памяти, позволяя моделировать игрушки, обувь, классические скульптуры, музыкальные инструменты и все остальное в виртуальном 3D-пространстве, заменяя глину или пластилин.

По словам Олета, главное преимущество FreeForm заключается в том, что его за считанные часы могут освоить люди, не имеющие опыта общения с компьютером. Система опирается исключительно на органы осязания и не кажется такой сложной, как приложения 3D-графики, управляемые командами. Системой FreeForm пользуются модельеры обуви из Wolverine Worldwide и мастера по игрушкам из Hasbro. «FreeForm не только помогает нам платить по счетам и приносит прибыль, – говорит Олет. – Этим продуктом мы дали волю духу творчества. До сих пор не было ничего, что позволяло бы творить, пользуясь осязанием. Теперь можно создавать новые, невиданные прежде изделия, анимацию, веб-сайты и даже произведения искусства».

Что ж, создание произведений искусства – интересная область, но усилия большинства специалистов направлены на более прозаические приложения хаптики. В частности, она поможет пользоваться компьютером людям с физическими недостатками. Например, добавление тактильного способа управления компьютером станет благом для слепых, которые сейчас работают при помощи клавиатуры Braille или монитора с панелью из торчащих штырей. «Слепые, особенно те, кто слеп от рождения, не могут получать полноценную информацию, так как не воспринимают графику, – говорит Брент Джиллспай (Brent Gillespie), ассистент профессора механики Мичиганского университета в Энн-Арборе. – Если же снабдить мышь механическим приводом, они получат возможность чувствовать содержимое экрана и им будет легче управлять курсором».

Специалисты по хаптике работают также над аппаратурой и ПО, которые позволят очень хорошо чувствовать ткань – вплоть до ворсинок и направления волокон. Однако до массового коммерческого использования этой технологии еще далеко. «Я не знаю, насколько точно можно будет чувствовать ворс через десять лет, – говорит Джиллспай. – Но я абсолютно уверен, что в ближайшее десятилетие в области хаптики произойдет что-то очень значительное».

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	aksakal 10 Sep 2001 6:24 PM
Ждем, ждем виртуального проктоскопа и вагиноскопа с обратной связью! После этохо Хай-Тек снова попрет как на дрожжах! Чесслово! Кстати эта область, в которую MS официально обещали не лезть (верно на лето 1995).
	glassy 10 Sep 2001 7:47 PM
2aksakal: дык "MS" же :)))
	glassy 10 Sep 2001 7:51 PM
мда.... гоню.... :)
	aksakal 10 Sep 2001 8:07 PM
2 glassy: Да нет, не гонишь - мелкие/мягкие это вам не жесткие/порно ;)
	x-code 10 Sep 2001 8:43 PM
А так ли нова эта технология? Помнится, в пору расцвета шлемов и прочей "обвески" для виртуальной реальности разрабатывались перчатки и целые костюмы, которые реалистично воспроизводили тактильное воздействие. Или я чего путаю?
	AlienSkin 11 Sep 2001 12:08 PM
А какое развитие получит порноиндустрия!?!?! Баннер 2010 года: "Потрогайте сами пятнадцатилетнюю девственницу!" и т.п.
	aksakal 12 Sep 2001 10:24 AM
2 AlienSkin: Не, гораздо круче... Например: "Потрогайте сами пятнадцатилетнюю девственницу! А спомощю МS-проктоскопа... (если Ты совершеннолетний - жми сюда)!!!"