فناوری جدید لمسی، حس لامسه را به واقعیت مجازی اضافه می‌کند
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان USC یک سیستم پوشیدنی توسعه داده‌اند که تعاملات طبیعی‌تر و احساسی‌تری را در فضا‌های دیجیتال مشترک امکان‌پذیر می‌کند و امکانات جدیدی را برای کار از راه دور، آموزش، مراقبت‌های بهداشتی و فراتر از آن فراهم می‌کند.
لمس نقش حیاتی در نحوه ارتباط و پیوند انسان‌ها ایفا می‌کند. از نوزادی تا بزرگسالی، تماس فیزیکی به تقویت پیوند‌های عاطفی، ایجاد اعتماد و تنظیم استرس کمک می‌کند. با این حال، در دنیای دیجیتال امروزی که به طور فزاینده‌ای در حال گسترش است، جایی که صفحات نمایش واسطه بسیاری از روابط ما هستند، اغلب این حس از بین می‌رود.
برای پر کردن این شکاف، محققان دانشکده مهندسی USC Viterbi یک سیستم لمسی پوشیدنی توسعه داده‌اند که به کاربران اجازه می‌دهد حرکات فیزیکی را در واقعیت مجازی رد و بدل کنند و آنها را در زمان واقعی، حتی زمانی که کیلومتر‌ها از هم فاصله دارند، حس کنند. مقاله آنها در سرور پیش‌چاپ arXiv منتشر شده است.
این سیستم شامل دستکش‌ها و آستین‌هایی است که به موتور‌های ارتعاشی کوچکی مجهز شده‌اند که احساساتی مانند فشار و حرکت را شبیه‌سازی می‌کنند. این امر کاربران را قادر می‌سازد تا حرکاتی مانند نوازش، دست دادن و فشردن را در یک فضای مجازی مشترک انجام داده و احساس کنند. کاربران همچنین می‌توانند با اشیاء مجازی تعامل داشته باشند و بازخورد ارتعاشی واقع‌گرایانه‌ای دریافت کنند.
یافته‌های حاصل از یک مطالعه‌ی کاربری که این فناوری را آزمایش می‌کرد و همزمان با کنفرانس جهانی لمسی IEEE منتشر شد، نشان داد که شرکت‌کنندگان وقتی می‌توانستند حرکات را حس کنند، تعاملات مجازی را جذاب‌تر، دلپذیرتر و واقعی‌تر یافتند.
هدر کالبرتسون، دانشیار علوم کامپیوتر و مهندسی زیست‌پزشکی در دانشگاه ویتربی کالیفرنیای جنوبی و نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: «اگرچه مردم به همان اندازه، اگر نه بیشتر، وقت خود را صرف معاشرت آنلاین می‌کنند، اما شاهد افزایش سطح افسردگی، اضطراب و چیزی هستیم که اغلب به عنوان «گرسنگی لمسی» توصیف می‌شود.»
«مردم به تعامل مجازی ادامه خواهند داد - این بخشی از زندگی مدرن است. اما چگونه می‌توانیم تعاملات آنلاین را به گونه‌ای بهتر انجام دهیم که مزایای اجتماعی حاصل از تجربیات دنیای واقعی را منعکس کند؟»
چگونه کار می‌کند؟
این سیستم از حداکثر ۱۶ کاربر به طور همزمان پشتیبانی می‌کند که هر کدام توسط یک آواتار سه‌بعدی تمام‌قد نمایش داده می‌شوند که حرکات دنیای واقعی آنها را در یک محیط مجازی مشترک منعکس می‌کند. برخلاف تماس‌های ویدیویی سنتی، کاربران می‌توانند آزادانه در اطراف یکدیگر حرکت کنند و با اشیاء مجازی تعامل داشته باشند - مانند دست دادن یک فنجان یا انجام وظایف تیمی.
پرمانکور بانرجی، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه رباتیک و تعامل مجازی Haptics در کالبرتسون و نویسنده اول این مطالعه، گفت: «این پروژه از یک آرزوی ساده و عمیقاً انسانی زاده شد: احساس نزدیکی بیشتر به افرادی که دلتنگشان هستیم.»
او اضافه کرد: «با توجه به اینکه بیش از پنج سال از عزیزانم دور بوده‌ام، این تحقیق چیزی بیش از یک تحقیق آکادمیک بود - بلکه شخصی بود. این تحقیق در مورد استفاده از فناوری نه تنها برای شبیه‌سازی حضور، بلکه برای بازیابی حس نزدیکی فیزیکی است که اغلب در ارتباطات از راه دور از بین می‌رود.»
برای افزودن حس لامسه، کاربران دستکش و بازوبند مجهز به موتور‌های ویبره می‌پوشند. این دستگاه‌ها بازخورد لمسی ارائه می‌دهند که فشار و حرکت را شبیه‌سازی می‌کند و به کاربران این امکان را می‌دهد که حرکات و تعاملات اشیاء را در فضای واقعیت مجازی واقعاً احساس کنند.
آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داد که شرکت‌کنندگان هنگام استفاده از بازخورد لمسی، حس حضور و ارتباط اجتماعی بیشتری را احساس می‌کردند. این تحقیق همچنین بررسی کرد که چگونه عوامل مختلفی مانند سرعت حرکت و نوع لرزش، بر تجربیات عاطفی و حسی تأثیر می‌گذارند و بینش‌هایی را در مورد چگونگی طراحی تعاملات لمسی مجازی جذاب‌تر ارائه می‌دهد.
کالبرتسون گفت: «توسعه این فناوری نیازمند تخصص در زمینه‌های مختلفی است. تیم ما علوم کامپیوتر، مهندسی، علوم اعصاب، روانشناسی و علوم اجتماعی را ترکیب می‌کند تا سخت‌افزار و نرم‌افزاری بسازد که نه تنها از نظر فنی عملکرد خوبی داشته باشد، بلکه از تعاملات اجتماعی طبیعی و معنادار از نظر احساسی نیز پشتیبانی کند.»
اتصال مجدد از طریق لمس
تغییر جهانی به سمت ارتباطات آنلاین - که با همه‌گیری کووید-۱۹ تسریع شده است - راحتی غیرقابل انکاری را به همراه داشته است، اما عواقب ناخواسته‌ای نیز به همراه داشته است. مردم بیش از هر زمان دیگری به صورت دیجیتالی با هم در ارتباط هستند، با این حال احساس تنهایی، اضطراب و افسردگی، به ویژه در میان جوانان کشور، همچنان بالاست.
کالبرتسون گفت: «در حالی که پلتفرم‌هایی مانند زوم و فیس‌تایم به خانواده‌ها، دوستان و همکاران اجازه داده‌اند تا ارتباط بصری و کلامی خود را حفظ کنند، این حالت‌ها فاقد جنبه فیزیکی هستند که انسان‌ها به طور طبیعی به آن تمایل دارند.»
او افزود: «اگرچه این فناوری جایگزین تجربه تماس حضوری نخواهد شد، اما می‌تواند ابزاری قدرتمند برای تقویت تعامل اجتماعی در مواقعی باشد که حضور فیزیکی امکان‌پذیر نیست.»
در بیمارستان‌ها و مراکز مراقبت طولانی‌مدت، سیستم محققان می‌تواند به بیماران و اعضای خانواده اجازه دهد تا از راه دور، لمس آرامش‌بخشی را به اشتراک بگذارند. در محل‌های کار و کلاس‌های درس از راه دور و ترکیبی، روش‌های فراگیرتری برای همکاری و تعامل ارائه می‌دهد. برای عزیزانی که به دلیل سفر، استقرار یا شرایط از هم جدا شده‌اند، حس نزدیکی عمیق‌تری را به ارمغان می‌آورد.
او گفت: «لمس انسان برای رفاه ما اساسی است و اگرچه فناوری نمی‌تواند به طور کامل جایگزین آن شود، اما آوردن حس لامسه به فضا‌های مجازی گامی حیاتی به سوی ارتباط معنادارتر در دنیای دیجیتال امروز است.»