تلاش برای ساخت پيشرفته ترين کامپيوتر پوشيدنی، اعتماد

ترجمه؛ عليرضا سزاوار

امروزه به ندرت اتفاق مي افتد که کامپيوتر به افراد وصل شود. بدن انسان به طور کلي به گونه يي ساخته شده است تا جهان اطراف خود را حس کرده و با آن ارتباط برقرار کند، اما کامپيوترها فقط با نوک انگشتان دست انسان در تماس هستند. البته همين نوک انگشت نيز اجازه ندارد از تمام قابليت هاي خود استفاده کند. به تازگي کامپيوتري که طراحي شده است تا به صورت همه جانبه با انسان تعامل داشته باشد، در لحظات مختلف حس هاي گوناگوني را از انسان دارد تا بتواند اطلاعات را انتقال دهد.

من به عنوان يک متخصص کامپيوتر بيش از 20 سال روي پروژه بزرگي به نام واقعيت مجازي کار کرده ام تا کل بدن را به تعامل با کامپيوتر درآورم. شما مي توانيد يک دستگاه ايده آل واقعيت مجازي را به صورت يک آينه با موتور حسگر در نظر بگيريد که مقابل بدن انسان قرار گرفته است. هر جا که بدن ما داراي حسگر است، (مانند گوش و چشم و زبان) يک سيستم واقعيت مجازي (VR) بايد تحريکي را براي آن نقطه از بدن ايجاد کند تا يک دنياي توهمي و غيرواقعي متناظر با آن تحريک به وجود آيد. به عنوان مثال چشم به يک نمايش تصويري، گوش به صدايي براي شنيدن و زبان به مزه يي براي چشيدن نياز دارد. البته اين فقط بخش ساده موضوع است. بيشتر قسمت بدن انسان داراي پوست است، بنابراين دستگاه ايده آل VR عمدتاً به لمس و حس کردن اختصاص يافته است، اصطلاح اين بخش از VR «حس لامسه» است.

من انتظار زيادي از حس لامسه (بساوايي) دارم. هنگامي که مردم به صورت فيزيکي خود را حس کرده و نشان مي دهند به طور عميق تر و خلاقانه تر فکر مي کنند مانند هر شخص ديگري که ياد مي گيرد چگونه پيانو بنوازد، من در شگفتم که دستان من چگونه مي تواند مسائل پيچيده رياضي را به راحتي و سريع تر از آنچه که من بتوانم درباره آنها به طور ذهني بينديشم، حل کند. من همواره شيفته اين قابليت بوده ام و تلاش کرده ام به بچه ها اجازه دهم تا مولکول هاي DNA و مسائل انتزاعي هندسه را درون سيستم هاي تخيل پردازانه VR تجربه کنند؛ سيستم هايي که واکنش تمام اعضاي بدن را براي آنها امکان پذير مي سازد.

متاسفانه پيشرفت در اين زمينه به کندي صورت مي گيرد. فناوري VR به مقدار زيادي قدرت محاسبه نياز دارد و همچنان در انتظار قانون مور است تا به آن برسد. با اين وجود در همين امسال دو پيشرفت قابل توجه مشاهده شده است. دنياي اينترنتي Second Life امسال توجه زيادي را به خود جلب کرده است که البته استحقاق آن را نيز داشت. زيرا نشان مي دهد مي توان مردم را با کاربردهاي مبتکرانه VR که بسيار فراتر از بازي هاي کامپيوتري است، مجذوب کرد. اما يک پديده محبوب ديجيتالي ديگر (که البته آن نيز لامسه يي است) وجود دارد. اين پديده نيز به اندازه مورد قبلي درباره آينده VR سخن مي گويد. گرچه به طور گسترده يي مورد توجه قرار نگرفته است، نام آن کنترل کننده واي (wii) است. اين وسيله به عنوان آغازگر يک انقلاب لامسه يي در اذهان باقي خواهد ماند.

در اوايل دهه 80 من و همکارانم زمان زيادي را صرف کرديم تا کشف کنيم چگونه بدن انسان مي تواند بهترين تعامل را با دنياي مجازي داشته باشد. دستگاه VR شاخصي که از آن پروژه حاصل شد، ديتا گلاو نام داشت. ديتا گلاو دستکش پرشده با حسگر بود که مي توانست يک محل مجازي آني از دست انسان را به سوي دنيايي که به وسيله کامپيوتر ايجاد شده بود، هدايت کند. اي کاش راهي وجود داشت که مي شد هيجان پژوهش در زمينه واقعيت مجازي در آن ايام را به مخاطب انتقال داد. من به خاطر دارم در گاراژ پالوآلنو بودم که پروژه VPL آغاز شد. در آن طرح براي نخستين بار از يک جسم مجازي استفاده شده بود. فکر مي کنم تام زيمرمان (مخترع آن نخستين دستکش) بود که گفت؛ «اين قطعاً هيجان انگيزترين اتاقي است که در آن بوده ايم، در تمام دنيا و در اين لحظه.» ما چيزهايي خيلي بيشتر از دستکش ساختيم. ما لباس هاي يکسره، براي پوشش کل بدن توليد کرديم. اگر مي خواهيد بدانيد اين لباس ها شبيه به چه بوده، فيلم علمي- تخيلي «مرد چمن زن» را ببينيد که آينه تمام نماي تجهيزات معتبر و قابل اعتماد VR آن دوران بود. چيزي که من خيلي اميدوار بودم درباره ديتاگلاو اتفاق بيفتد آن بود که مردم بتوانند به آسمان برسند و اشياي مجازي را به گونه يي لمس کنند که گويي خودشان در حال ساخت بلوک ها هستند. به عنوان مثال ما محيط هاي برنامه ريزي مبتني بر دستکشي را ساختيم که شخص مي توانست موتورهاي اسباب بازي مجازي را مونتاژ کند يا برنامه هاي کامپيوتري را سر هم کند، مانند مدارهايي که عملکرد بخش هاي مختلف يک نرم افزار را ارائه مي دهد.

البته مشکلات زيادي نيز در اين مسير وجود داشت. جدي ترين مشکل رديابي حسگرهاي موجود در ديتاگلاو بود که موقعيت و بالا و پايين بودن دست را اندازه گيري مي کرد. معمولاً کاربران بدون آنکه خودشان بدانند حرکات خود را به آهستگي انجام مي دادند تا به حسگرهاي کند و با تاخير، زمان کافي بدهند. آن گاه اين افراد اعوجاج زمان را تجربه مي کردند. آنها تصور مي کردند براي مدت زماني کمتر از زمان حقيقي در دنياي VR قرار داشتند. آن يک نمايش زيبا از اين موضوع بود که چگونه بعضي اوقات مغز انسان از ريتم هاي بدن براي اندازه گيري گذر زمان استفاده مي کند. يک مشکل ديگر، وجود حالت تهوع بود. حسگرهايي که به آرامي و با کندي واکنش نشان مي داد، نه تنها حرکات دست، بلکه تکان هاي سر و ديگر اعضاي بدن را نيز رديابي مي کرد. اگر شما سرتان را به سرعت مي چرخانديد، کل دنياي مجازي اطراف شما (به گونه يي که به وسيله عينک هاي مخصوص ديده مي شود و تصوير توليد شده توسط کامپيوتر را به نمايش مي گذارد) به نظر مي رسيد دچار عدم تعادل شده است و تا زماني که خود را با شما هماهنگ کند، مي چرخيد. هفته عجيبي را در اواسط دهه 80 به خاطر دارم که از ما دعوت به عمل آمده بود تا دموهاي VR را به بعضي از استوديوهاي بزرگ فيلمسازي هاليوود ببريم. در استوديوي يونيورسال، رئيس معروف و قديمي آن به نام «لو واسرمن» از من پرسيد که آيا ممکن است کسي به قدري دچار سرگيجه شود که حالش به هم بخورد؟ من که چنين پرسشي را قبلاً پيش بيني کرده بودم، در پاسخ گفتم ما راهکارهايي داريم تا احتمال وقوع حالت تهوع را به يک ده هزارم کاهش دهيم. اما با کمال تعجب ديدم واسرمن گفت؛ «چه مي گويي؟ من مي خواهم بازيگر حالش به هم بخورد، چگونه مي تواني کاري کني که احتمال اين پيشامد بيشتر شود؟»

شايد مهارنشدني ترين مشکل در رابطه با ديتاگلاو خستگي بازو بود. سعي کنيد بازوهاي خود را بدون هرگونه پشتيباني به مدت چند دقيقه بالا نگه داريد. به زودي متوجه خواهيد شد که لرزش هاي کوچکي در ماهيچه هاي بازوهايتان ايجاد شده است و در مدت کوتاهي تمام نيروي شما از بين مي رود. ما عادت داريم تکيه گاهي هر چند کوچک براي دستان خود داشته باشيم. اين يک سرويس مهم است که اجسام مجازي کنوني قادر به ارائه آن نيستند. دشواري هايي که ما با آنها روبه رو شديم در حقيقت منجر به ابداع هاي مهم و جالبي شد، از جمله روش جديدي براي درمان فيزيکي. با استفاده از يک ديتاگلاو نسل اول مي شد توپ هاي مجازي را در فضاي VR پرتاب کرد (ولي خيلي آهسته)، به گونه يي که گويا توپ ها در حالت اسلوموشن حرکت مي کنند. اين يک مزيت براي شعبده بازان مبتدي محسوب مي شد، زيرا حرکت توپ ها خيلي کند بود و هر کسي مي توانست تردستي کند اما دريافتيم مردم مي توانند با سرعت بخشيدن تدريجي به توپ هاي مجازي، چگونگي تردستي با توپ هاي حقيقي را ياد بگيرند. اين يک سيستم فوق العاده است، اين مفهوم در حال حاضر در توانبخشي پيشرفته، يک کار متداول است. به عنوان مثال سيستم هاي معالجه و درماني وجود دارد که از VR داراي حرکت آهسته بهره مي گيرد تا به بيماران کمک کند که اعضاي آسيب ديده آنها به سرعت عادي خود دست يابد.

اگرچه حسگرهاي ديتاگلاو قدري گيج بودند و باعث خستگي بازوها مي شد، اما ميليون ها عدد از اين دستکش جادويي ساخته شد. چندين سال پس از دوران دستکش مذکور، من يک قرقره جالب داشتم که فيلم «گزارش اقليت» را به ياد مي آورد. کارگردان معروف اين فيلم (استيون اسپيلبرگ) را قبلاً در جلسه يي که با واسرمن داشتم ملاقات کرده بودم. رابط دستکش به يک هنرپيشه نقش اصلي متصل مي شد. فيلمسازان تلاش زيادي کردند تا اين شيوه واکنش مجازي به نظر پايدار برسد، در حالي که واقعاً پايدار نبود. خوشبختانه از آن زمان تاکنون حسگرها و ريزپردازنده ها خيلي بهتر و ارزان تر شده است، به طوري که کنترل کننده هاي wii امروزه مي توانند خود را با حرکات تند و سريع بازو تطبيق دهند. ديتاگلاو از خاصيت آهن ربايي براي تعيين جهت و موقعيت استفاده مي کرد. پاورگلاو، که نسخه بعدي آن بود و تحت ليسانس شرکت Mattel توليد مي شد، از خاصيت مافوق صوت بهره مي گرفت که گام هاي آن خيلي بالاتر از آستانه شنوايي انسان است. سيستم کنترل کننده wii ترکيبي از هر دو فناوري را به کار گرفته است. آن دوربيني دارد که beacon(امواج راديويي که براي هدايت هواپيما به کار مي رود) نور مرئي را مي بيند و داراي شتاب سنج هايي است که حرکت را در سه جهت اندازه گيري مي کند. هر دو حسگر به اندازه کافي سريع هستند. در نتيجه بازيگران wii مي توانند چيزها را به همان خوبي که بازوي انسان انجام مي دهد، پرتاب کرده و تاب دهند. متاسفانه کنترل کننده هاي wii در فعاليت هايي که مستلزم دوام و پيوستگي يا ساختمان است، مزيتي نسبت به دستکش هاي قديمي فوق الذکر ندارند. اين دو عامل جالب ترين چيزهايي است که مي توان در فضاي VR انجام داد. پرسشي که اکنون مطرح مي شود اين است؛ روش درست اداره کردن اجسام مجازي چيست؟ هرگاه بتوانيم يک ارتباط لمسي با روياهاي خود برقرار کنيم شکل آن چگونه خواهد بود؟ من در حال کوشش براي راهبردي هستم که «روبات پيشخدمت اختاپوسي» ناميده مي شود. بعضي از همکاران من روي روش هاي ابتدايي آن کار کرده اند. گرچه بايد پيشرفت هاي زيادي در محاسبه و مواد آن پيش از ساخت اين روبات صورت گيرد. عملکرد آن چنين است؛ فرض کنيد در يک جهان مجازي قرار داريد و مي خواهيد دستان خود را روي يک پيشخوان مجازي بکوبيد. تصور کنيد يک روبات هوشمند در نزديکي شما است(البته شما او را نمي بينيد، زيرا فقط به دنياي مجازي کامپيوتري خود نگاه مي کنيد) روبات مذکور بازويي دارد که يک سيني را با آن نگه داشته است(مانند يک پيشخدمت) همين که شما شروع به کوبيدن دستان خود مي کنيد روبات محاسبه مي کند که شما بايد روي يک چيز مجازي بکوبيد. آنگاه روبات درست به موقع دستان خود را پايين آورده و سيني را در رديف پيشخوان مجازي آورده و شما را به اين اشتباه مي اندازد که پيشخوان در آنجا قرار دارد. اين سامانه بايد براي هر جسم مجازي(صرف نظر از شکل آن) داراي تاثير باشد. بنابراين در دستان روبات به جاي سيني، يک ماشين morphing قرار دارد که شايد از فيزيولوژي بدن اختاپوس الهام گرفته شده باشد. من براساس قانون مور پيش بيني مي کنم روبات پيشخدمت اختاپوسي تا سال 2015 در آزمايشگاه و تا حدود سال 2025 در منازل پديدار شود.