Chương trình truyền hình " Star Trek : The Next Generation" đã giới thiệu cho hàng triệu người ý tưởng về sàn tắm nắng: một hình chiếu ba chiều 3 chiều chân thực, sống động của một môi trường hoàn chỉnh mà bạn có thể tương tác và thậm chí chạm vào.
Trong thế kỷ 21, hình ảnh ba chiều được đã được sử dụng trong một nhiều cách khác nhau như hệ thống y tế, giáo dục, nghệ thuật, an ninh quốc phòng. Các nhà khoa học vẫn đang phát triển các cách sử dụng tia laser, bộ xử lý kỹ thuật số hiện đại và công nghệ cảm biến chuyển động để tạo ra một số loại ảnh ba chiều khác nhau có thể thay đổi cách chúng ta tương tác.
Các đồng nghiệp của tôi và tôi làm việc trong nhóm nghiên cứu công nghệ cảm biến và điện tử có thể uốn cong của Đại học Glasgow hiện đã phát triển một hệ thống ảnh ba chiều của những người sử dụng "aerohaptics", tạo ra cảm giác chạm vào các tia khí. Những tia khí đó mang lại cảm giác xúc động trên ngón tay, bàn tay và cổ tay của mọi người.
Theo thời gian, điều này có thể được phát triển để cho phép bạn gặp một hình đại diện ảo của một đồng nghiệp ở bên kia thế giới và thực sự cảm nhận được cái bắt tay của họ. Nó thậm chí có thể là những bước đầu tiên hướng tới việc xây dựng một thứ gì đó giống như một cái boong tàu.
Để tạo ra cảm giác xúc giác này, chúng tôi sử dụng các bộ phận thương mại, giá cả phải chăng để ghép nối đồ họa do máy tính tạo ra với các tia khí được điều khiển và định hướng cẩn thận.
Theo một số cách, đó là một bước tiến xa hơn thế hệ thực tế ảo hiện tại, vốn thường yêu cầu tai nghe để cung cấp đồ họa 3-D và găng tay thông minh hoặc bộ điều khiển cầm tay để cung cấp phản hồi xúc giác, một sự kích thích giống như chạm vào. Hầu hết các cách tiếp cận dựa trên tiện ích có thể đeo được giới hạn trong việc kiểm soát đối tượng ảo đang được hiển thị.
Điều khiển một đối tượng ảo không mang lại cảm giác mà bạn sẽ trải qua khi hai người chạm vào nhau. Việc bổ sung cảm giác chạm nhân tạo có thể mang lại kích thước bổ sung mà không cần phải đeo găng tay để cảm nhận các vật thể và do đó cảm giác tự nhiên hơn nhiều.
Sử dụng kính và gương
Nghiên cứu của chúng tôi sử dụng đồ họa cung cấp ảo giác về hình ảnh ảo 3-D. Đó là một biến thể hiện đại của kỹ thuật ảo ảnh thế kỷ 19 được gọi là Pepper's Ghost , khiến khán giả thời Victoria phải hồi hộp khi nhìn thấy cảnh tượng siêu nhiên trên sân khấu.
Hệ thống sử dụng kính và gương để tạo ra hình ảnh hai chiều lơ lửng trong không gian mà không cần thêm bất kỳ thiết bị bổ sung nào. Và phản hồi xúc giác của chúng tôi được tạo ra bằng không khí.
Các tấm gương tạo nên hệ thống của chúng tôi được sắp xếp theo hình kim tự tháp với một mặt mở. Người dùng đưa tay qua mặt thoáng và tương tác với các vật thể do máy tính tạo ra có vẻ như đang lơ lửng trong không gian trống bên trong kim tự tháp. Các đối tượng là đồ họa được tạo ra và điều khiển bởi một chương trình phần mềm gọi là Unity Game Engine, thường được sử dụng để tạo các đối tượng và thế giới 3-D trong trò chơi điện tử.
Nằm ngay bên dưới kim tự tháp là một cảm biến theo dõi chuyển động của bàn tay và ngón tay của người dùng, và một vòi phun khí duy nhất, hướng các tia không khí về phía họ để tạo ra các cảm giác chạm phức tạp. Hệ thống tổng thể được chỉ đạo bằng phần cứng điện tử được lập trình để điều khiển chuyển động của vòi phun. Chúng tôi đã phát triển một thuật toán cho phép vòi phun khí phản ứng với chuyển động của tay người dùng với sự kết hợp hướng và lực thích hợp.
Một trong những cách chúng tôi đã chứng minh khả năng của hệ thống "aerohaptic" là với hình chiếu tương tác của một quả bóng rổ, có thể được chạm, lăn và nảy một cách thuyết phục. Phản hồi cảm ứng từ các tia khí từ hệ thống cũng được điều chỉnh dựa trên bề mặt ảo của quả bóng rổ, cho phép người dùng cảm nhận được hình dạng tròn của quả bóng khi nó lăn từ đầu ngón tay của họ khi họ ném nó và tiếng vỗ vào lòng bàn tay của họ khi nó quay trở lại. .
Người dùng thậm chí có thể đẩy quả bóng ảo với nhiều lực khác nhau và cảm nhận sự khác biệt dẫn đến cảm giác nảy mạnh hay nảy nhẹ trong lòng bàn tay của họ. Ngay cả một thứ tưởng như đơn giản như ném bóng rổ cũng đòi hỏi chúng ta phải làm việc chăm chỉ để mô hình hóa vật lý của hành động và cách chúng ta có thể tái tạo cảm giác quen thuộc đó với các tia khí.
Mùi của tương lai
Mặc dù chúng tôi không mong đợi sẽ mang đến trải nghiệm Star Trek holodeck đầy đủ trong tương lai gần, nhưng chúng tôi đã mạnh dạn đi theo hướng mới để thêm các chức năng bổ sung vào hệ thống. Chúng tôi hy vọng sẽ sớm có thể thay đổi nhiệt độ của luồng không khí để cho phép người dùng cảm thấy bề mặt nóng hoặc lạnh. Chúng tôi cũng đang khám phá khả năng thêm mùi hương vào luồng không khí, làm sâu sắc thêm ảo giác của các vật thể ảo bằng cách cho phép người dùng ngửi cũng như chạm vào chúng.
Khi hệ thống mở rộng và phát triển, chúng tôi kỳ vọng rằng nó có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Mang lại trải nghiệm trò chơi điện tử hấp dẫn hơn mà không cần phải đeo thiết bị cồng kềnh là một điều hiển nhiên, nhưng nó cũng có thể cho phép hội nghị từ xa thuyết phục hơn. Bạn thậm chí có thể thay phiên nhau thêm các thành phần vào bảng mạch ảo khi cộng tác trong một dự án.
Nó cũng có thể giúp các bác sĩ lâm sàng hợp tác trong việc điều trị cho bệnh nhân , và làm cho bệnh nhân cảm thấy tham gia và được cung cấp thông tin nhiều hơn trong quá trình này. Các bác sĩ có thể xem, cảm nhận và thảo luận về các đặc điểm của tế bào khối u, đồng thời chỉ cho bệnh nhân kế hoạch thực hiện một thủ thuật y tế.
Ravinder Dahiya là giáo sư điện tử và kỹ thuật nano tại Đại học Glasgow . Bài viết của Dahiya được đăng lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây .
