Поточна версія на 22:30, 25 квітня 2019

Віртуальна Реальність Та Штучний Інтелект

Віртуа́льна реа́льність(В.Р.) (англ. Virtual reality) — різновид реальності в формі тотожності матеріального й ідеального, що створюється та існує завдяки іншій реальності. У вужчому розумінні — ілюзія дійсності, створювана за допомогою комп'ютерних систем, які забезпечують зорові, звукові та інші відчуття.

Людина та її віртуальне відображення

Тема статті

Використання технологій штучного інтелекту у сфері віртуальної реальності 

Історія

Вперше, поняття штучної реальності було введено Майроном Крюгером в кінці 1960-х. Перша система віртуальної реальності з’явилась в 1962 році, коли Мортон Хейліг представив перший прототип мультисенсорного симулятора, який був названий Sensorama. “Сенсорама” занурювала глядача в віртуальну реальність за допомогою коротких фільмів, які супроводжувалися запахами, вітром (за допомогою фена) і шумом мегаполісу з аудіозапису.В 1967 році Айвен Сазерденд описав і сконструював перший шолом, на який зображення генерувалося за допомогою комп’ютера. Шолом дозволяв змінювати зображення після руху голови (зоровий зворотній зв’язок).

Першою реалізацією віртуальної реальності вважається «кінокарта Аспена» (Aspen Movie Map), створена в Массачусетському технологічному інституті в 1977 році. Ця комп’ютерна програма симулювала прогулянку по місту Аспен, штат Колорадо, даючи можливість вибрати між різними способами відображення місцевості. Літній і зимовий варіанти були засновані на реальних фотографіях. В середині 1980-х з’явилися системи, в яких користувач міг маніпулювати з тривимірними об’єктами на екрані завдяки їх реакції на рухи руки.

У 1989 році Джарон Ланьер ввів більш популярний нині термін «віртуальна реальність».

Характеристика В.Р. за Н.А.Носовим

Н.А.Носов

Н. А. Носов визначав такі характеристики віртуальної реальності, що вважаються в сучасних дослідженнях основними:

• Породженість — віртуальна реальність створюється активністю іншої реальності, зовнішньої щодо неї (константної);
• Актуальність — віртуальна реальність існує тільки «тут і тепер», поки активна константна реальність;
• Автономність — у віртуальній реальності свій час, простір і закони існування, що можуть бути відмінними від таких у константній реальності;
• Інтерактивність — віртуальна реальність може взаємодіяти з іншими реальностями, в тому числі і з тією, що її створює.

До них часом додаються такі, як перетвореність (віртуальна реальність є перетворена інша реальність), спостержуваність (вона є реальністю, якщо її можна сприймати органами чуття), потенційність (вона є тим, що можливе, але не втілене), символічність, відмінність від справжньої реальності, ірраціональність.

Реалізація

Системами «віртуальної реальності» називаються пристрої, які більш повно в порівнянні зі звичайними комп'ютерними системами імітують взаємодію з віртуальним середовищем, шляхом впливу на всі п'ять наявних у людини органів почуттів.

Кімната системи CAVE

Зображення

В даний час існує декілька основних типів систем, що забезпечують формування та виведення зображення в системах віртуальної реальності:

Шолом або окуляри віртуальної реальності

Сучасні шоломи віртуальної реальності являють собою скоріше окуляри, ніж шолом, і містять один або кілька дисплеїв, на які виводяться зображення для лівого і правого ока, систему лінз для коригування геометрії зображення, а також систему трекінгу, що відстежує орієнтацію пристрою в просторі.

MotionParallax3D дисплеї

До пристроїв цього типу відноситься безліч різних пристроїв: від спеціальних смартфонів до кімнат віртуальної реальності (CAVE). Системи даного типу формують у користувача ілюзію об’ємного об’єкта за рахунок виведення на один або кілька дисплеїв спеціально сформованих проекцій віртуальних об’єктів, згенерованих виходячи з інформації про стан очей користувача.

Віртуальний ретинальний монітор

Пристрої даного типу формують зображення безпосередньо на сітківці ока. В результаті користувач бачить зображення, що «висить» в повітрі перед ним.

Звук

Багатоканальна акустична система дозволяє виробляти локалізацію джерела звуку, що дозволяє користувачеві орієнтуватися у віртуальному світі за допомогою слуху.

Імітація тактильних відчуттів

Імітація тактильних або відчутних відчуттів вже знайшла своє застосування в системах віртуальної реальності. Це так звані пристрої зі зворотним зв'язком.

Застосовуються для вирішення завдань віртуального прототипирування і ергономічного проектування, створення різних тренажерів, медичних тренажерів, дистанційному управлінні роботами, в тому числі мікро- і нано-, системах створення віртуальних скульптур.

Рукавиці віртуальної реальності

Рукавиці віртуальної реальності.

Рукавички дозволяють відчути тактильний відгук при взаємодії з об’єктами віртуальної реальності. Дані рукавички виготовлені з м’якого екзоскелета, обладнаного м’якими м’язами, призначеними для роботів.

Тактильна система складається з трьох основних компонентів:

• сенсор Leap Motion (його функція – визначення положення і рухів рук користувача);
• м’язи Mckibben – латексні порожнини з плетеним матеріалом – які реагують на рухи, створювані переміщенням пальців користувача;
• розподільний щит, завдання якого полягає в управлінні самими м’язами, які і створюють тактильні відчуття.

Управління

З метою найбільш точного відтворення контакту користувача з оточенням застосовуються інтерфейси користувача, найбільш реалістично відповідні модельованим: комп'ютерний кермо з педалями, рукояті управління пристроями, цілевказувач у вигляді пістолета і т.д.

Для безконтактного управління об'єктами використовуються як рукавички віртуальної реальності, так і відстеження переміщень рук, здійснюване за допомогою відеокамер. Останнє зазвичай реалізується в невеликій зоні і не вимагає від користувача додаткового обладнання.

Рукавички віртуальної реальності можуть бути складовою частиною костюма віртуальної реальності, що відслідковує зміну положення всього тіла і який передаває також тактильні, температурні і вібраційні відчуття.

Пристрій для відстеження переміщень користувача може являти собою вільну кулю,що обертається,в якій поміщають користувача, або здійснюється лише за допомогою підвішеного в повітрі або зануреного в рідину костюма віртуальної реальності. Також розробляються технічні засоби для моделювання запахів.

Пряме підключення до нервової системи

Описані вище пристрої впливають на органи чуття людини, але дані можуть передаватися і безпосередньо нервовим закінченнях, і навіть безпосередньо в головний мозок за допомогою мозкових інтерфейсів.Подібна технологія застосовується в медицині для заміни втрачених чутливих здібностей, але поки вона занадто дорога для повсякденного застосування і не досягає якості передачі даних, прийнятного для передачі віртуальної реальності. На цьому ж принципі засновані різні фізіотерапевтичні прилади та пристрої, які відтворюють відчуття реального світу в зміненому стані свідомості ( «Радіосон» і ін.).

Застосування

Комп'ютерні ігри

NADS-віртуальний автосимулятор

Інтерактивні комп'ютерні ігри засновані на взаємодії гравця з створюваним ними віртуальним світом. Багато з них засновані на ототожненні гравця з персонажем гри, видимим або імовірним.

Існує усталена думка, що якісна тривимірна графіка обов'язкова для якісного наближення віртуального світу гри до реальності. Якщо віртуальний світ гри не відрізняється графічної красою, схематичний і навіть двумірне, занурення користувача в цей світ може відбуватися за рахунок захоплюючого ігрового процесу , характеристики якого індивідуальні для кожного користувача.

Існує цілий клас ігор-симуляторів будь-якого роду діяльності. Поширені авіасимулятори, автосимулятори, різного роду економічні і спортивні симулятори, ігровий світ яких моделює важливі для даного роду фізичні закони, створюючи наближену до реальності модель. Широке поширення отримали атракціони віртуальної реальності, симулятори екстремальних відчуттів, де не потрібно ризикувати життям або купувати спеціальні навички для того, щоб політати на дельтаплані або спуститися по схилу на гірських лижах.

Спеціально обладнані тренажери і певний вид ігрових автоматів до висновку зображення і звуку комп'ютерної гри / симулятора додають інші відчуття, такі, як нахил мотоцикла або тряска крісла автомобіля. Подібні професійні тренажери з відповідними реальними засобами управління застосовуються для навчання пілотів.

Невідповідність команд інтерфейсу користувача здійснюваним в грі дій, його складніщі можуть заважати зануренню в світ гри. З метою зняття цієї проблеми використовується не тільки комп'ютерна клавіатура і мишка, але і комп'ютерне кермо з педалями, цілевказувач у вигляді пістолета і інші ігрові маніпулятори.

Навчання

Віртуальна реальність застосовується для навчання професій, де експлуатація реальних пристроїв і механізмів пов'язана з підвищеним ризиком або пов'язана з великими витратами (пілот літака, машиніст поїзда, диспетчер, водій, рятувальник і т. д.).

Західний резервний університет Кейза дав згоду на впровадження технології доповненої реальності від Microsoft в навчання студентів.

Відео

Згідно з опитуванням, проведеним в кінці 2015 року, приблизно 66% опитаних на питання очікувань від віртуальної реальності вказали, що вони ймовірно або виразно хочуть спробувати всі форми інтерактивних розваг, включаючи кіно, телебачення або іншу відеопродукцію.

Блог до проекту

Blogger або WordPress

Мультимедійна презентація

Google Диск

Календар подій проекту:

Google Календар (посилання на розклад роботи у проекті)

Опитування до проекту

Google Форми (посилання на опитування)

Фотоальбом до проекту

Google Фотознімки (посилання на альбом)

Електронні ресурси

1. http://ai.lviv.ua/ais/
2. https://aiconference.com.ua/uk/news/oblasti-primeneniya-iskusstvennogo-intellekta-92253
3. https://www.radiosvoboda.org/a/details/28891073.html