Виртуальная реальность должна стать очередной «революционной технологией», которая изменит то, как мы живем, работаем и отдыхаем. Она представляется нам чем-то принципиально новым и стала возможна благодаря развитию смартфонов и интернета. На деле же виртуальная реальность существует уже несколько десятилетий, однако раньше ее влияние ограничивали из-за потенциальных проблем со здоровьем и безопасностью. Существует мудрое изречение: тот, кто не учится у истории, обречен ее повторить. Поэтому стоит вспомнить, какие опасения по поводу этой технологии возникали раньше и как это может повлиять на технологическую революцию, происходящую сейчас. Воздействие виртуальной реальности на здоровье Два десятка лет назад наша научная группа попала в международные новости. Мы опубликовали исследование, в котором утверждалось, что системы виртуальной реальности могут вредить здоровью. Нашу демонстрацию побочных эффектов нельзя было назвать уникальной – многие исследовательские группы доказывали возможность возникновения подобных проблем. Причина такого внимания именно к нашей работе была в том, что мы выявили фундаментальные проблемы, которые нужно было решать еще на этапе разработки систем виртуальной реальности – и эти проблемы требовали решений, специально адаптированных для пользователей. Симулятор вождения, разработанный в Университете Лидса Иными словами, более мощные компьютеры и более мощные дисплеи не могли решить проблему – нужно было изменить сам подход к разработке систем. Так почему разработка систем виртуальной реальности – настолько уникальная задача? Ответ на этот вопрос кроется в разнице между использованием виртуальной реальности и традиционных компьютеров. В основе естественного поведения человека лежат отклики на информацию, полученную его органами чувств. К примеру, лучи света, отражаемые гладким красным яблоком, говорят нам, что на дереве висит отличный источник пищи. Человек на основании этой информации может управлять движениями своей руки и сорвать яблоко с дерева. Такое использование «восприятия» для контроля «двигательных» действий формирует петлю обратной связи, на которой основано человеческое поведение. Задача виртуальной реальности – имитировать информацию, которую люди обычно используют для управления своими действиями, чтобы человек мог взаимодействовать с компьютерными объектами так же, как с реальным миром. Вызовы, стоящие перед виртуальной реальностью Проблемы появляются, когда нарушается привычная связь между сенсорной информацией и соответствующим действием. Согласно одному из подходов, такое нарушение между восприятием и реакцией вызывает «удивление». Оказалось, что это явление очень важно в процессе обучения человека, и мозг человека подстраивается, чтобы минимизировать это «удивление». Таким образом, перед разработчиками виртуальной реальности встает задача сделать так, чтобы их система вызывала как можно меньше удивления, когда пользователь будет использовать компьютерные объекты для контроля своих действий. Конечно, одно из преимуществ виртуальной реальности в том, что с помощью компьютера можно создавать новые невероятные миры. К примеру, можно создать совершенно новый фрукт, который будет расти на виртуальном дереве. Этот фрукт не будет похож по вкусу или внешнему виду ни на один из известных нам – но важно, чтобы информация о его местоположении и размере в виртуальной реальности помогли пользователю управлять своей рукой и сорвать фрукт так, как он бы сделал в реальном мире. Несоответствие визуальной информации и движений рук вызовет «удивление», и мозгу придется адаптироваться, если в будущем точность между восприятием и действием останется на прежнем уровне. Проблема в том, что процесс адаптации может вызвать сложности – особенно у детей, мозг которых еще развивается. Эта проблема затрагивает все формы информации, представленной в виртуальном мире (то есть слух и осязание), и различные двигательные системы (контроль положения тела наравне с движением рук). Наглядный пример возможных проблем – то, как наши глаза реагируют на движение. В 1993 году мы доказали, что системы виртуальной реальности обладают фундаментальным недостатком, который проявляется при показе трехмерной визуальной информации. Причина в несоответствии точек, на которых глаза должны фокусироваться и куда должны быть направлены. В обычной жизни, если мы переводим взгляд от близкого предмета к удаленному, глазам приходится менять точку фокусировки и направление взгляда. Фото: Университет Лидса Менять фокус нужно, чтобы картинка не была размыта, а менять направление взгляда нужно, чтобы изображение не двоилось. В реальном мире смена фокуса и направления связаны физически (изменение фокусного расстояния приводит к изменению картинки и месту ее проецирования на задней поверхности глаза). Физические связи между фокусировкой и направлением взгляда отражены в принципе работы мозга, то есть системы контроля фокуса и управления взглядом тоже связаны. Говоря на научном жаргоне, системы имеют «нейронную перекрестную связь». Возможно, этот тип связей возник как механизм минимизации удивления, когда одна из систем меняла свое состояние, чтобы человек мог увидеть объект на большем или меньшем удалении. Проблема существующих виртуальных сред в том, что компьютерное изображение транслируется на двухмерном экране, так что глаза должны все время фокусироваться на одном и том же расстоянии. Однако при показе трехмерных бинокулярных изображений глазу приходится менять направление взгляда, как будто дистанция до объектов меняется. Это расхождение систем фокусировки и направления взгляда приводит к удивлению, и зрительная система человека адаптируется, чтобы его минимизировать. Известно, что такая краткосрочная адаптация может вызывать у пользователей головную боль или боль в глазах и в перспективе привести к проблемам с концентрацией на визуальных задачах (например, при чтении). О долгосрочных последствиях пока ничего не известно. Будущее виртуальной реальности Может оказаться, что мозг человека способен адаптироваться к такому неестественному стрессу без каких-либо долгосрочных последствий. Однако возможно, что это не так. Особенно этим проблемам могут быть подвержены дети, мозг которых более уязвим перед таким воздействием. Впервые об этих проблемах заговорили больше 20 лет назад, но решение еще не найдено. Один из самых простых вариантов – не транслировать трехмерные изображения, и для некоторых сценариев использования этого может быть достаточно. Но наше собственное исследование показало, что для более творческих проектов и некоторых задач – например, хирургии – трехмерные проекции необходимы. Это означает, что проблема требует инновационного решения и иного подхода ко всем аспектам взаимодействия с экранами виртуальной реальности. Поиск этих решений может привести к революции взаимодействия людей с компьютерами и новым способам реализовать огромный потенциал виртуальной реальности. Мы вступим в эру, когда привычные нам проблемы работы за компьютером – боли в шее и спине – останутся в истории медицины. Источник Материалы по теме: VR – это ваш второй шанс, чтобы, наконец, сделать правильный выбор 8 предсказаний Роберта Скоубла о будущем AR/VR-технологий Какое будущее ждет VR и AR в 2025 году: прогнозы разработчика Как врачи применяют виртуальную реальность на практике Фото на обложке: Университет Лидса/Medium
