sábado, 2 de mayo de 2015

Simulando la realidad: realidad virtual/combinada

Hay una teoría antropológica muy interesante (...y con la que estoy de acuerdo) que viene a decir algo así como: "Cuando con el paso del tiempo y el avance de la tecnología un invento o descubrimiento se puede hacer posible, este se torna inevitable"
...vamos, que todo es cuestión de tiempo.


El futuro de la simulación en aviación doméstica será virtual o no será. En la simulación profesional es otra historia, pues los grandes simuladores clase D no pueden ser substituidos por la electrónica. Un simulador clase D es como un avión de verdad, más realidad es imposible (también cuestan lo que cuestan). Pero lo que si veremos en simulación profesional es una integración de la simulación virtual/combinada, cuando no se pueda tener acceso a los simuladores clase D o en entrenamiento inicial de tripulaciones, procedimientos, técnico y de mantenimiento. Eso es algo casi seguro y ya casi lo tenemos aquí.

¿Qué es la "realidad combinada" (mixed reality)?

La realidad mixta o MR (sigla del inglés, Mixed Reality) consiste en combinar mundos virtuales con el mundo real (físico) a tiempo real. Esta combinación permite crear nuevos espacios en los que interactúan tanto objetos y/o personas reales como virtuales. Es decir, se puede considerar como una mezcla entre la realidad, realidad aumentada, virtualidad aumentada y realidad virtual.

El término realidad mixta no debe confundirse con el de realidad aumentada o AR. La realidad aumentada genera los estímulos a tiempo real para la interacción del usuario, los cuales se superponen sobre el entorno físico de este, mientras que la realidad mixta no sólo permite la interacción del usuario con el entorno virtual sino que también permite que objetos físicos del entorno inmediato del usuario sirvan como elementos de interacción con el entorno virtual.

Este concepto lo ha presentado Microsoft hace bien poco. La propuesta de Microsoft es esta (Gizmodo). Se basa en el uso de las Hololens, que son unas gafas estupendamente diseñadas para ofrecer una experiencia donde la realidad se puede combinar con hologramas. Todavía está en desarrollo esta idea y debe de pulirse algún que otro aspecto, como por ejemplo la capacidad de inmersión, que según se dice no está todavía muy lograda. Este concepto puede tener mucho recorrido en el futuro en cuanto a la instrucción técnica y de mantenimiento. 

En el vídeo que se muestra a continuación se puede ver el sistema que empleamos en SWISS para el entrenamiento de nuestros técnicos de mantenimiento de aeronaves en la flota del Airbus A320:



Con unas gafas del tipo que comentamos arriba se podría ir incluso un paso más allá. De lo que se comienza a habar es del concepto SBL (sigla del inglés, Simulation Based Learning), que permite, mediante simulaciones de realidad virtual, incluir a los estudiantes directamente en un entorno de aprendizaje, todo proyectando situaciones o tareas creadas virtualmente en el entorno real del usuario. Para aquellos interesados en obtener más información sobre entrenamiento técnico de aeronaves pinchar aquí.

¿Qué es la "realidad virtual"?

La realidad virtual es un entorno de escenas u objetos de apariencia real, generado mediante tecnología informática, que crea en el usuario la sensación de estar inmerso en él. Dicho entorno es contemplado por el usuario a través normalmente de un dispositivo conocido como gafas o casco de realidad virtual. Este puede ir acompañado de otros dispositivos, como guantes o trajes especiales, que permiten una mayor interacción con el entorno así como la percepción de diferentes estímulos que intensifican la sensación de realidad.

¿Qué ocurre con la simulación casera?

Los sistemas que se están desarrollando son múltiples. En la ilustración inferior se puede ver a un individuo disfrutando de lo suyo con unas gafas del tipo Oculus Rift (compañía comprada por Facebook en 2014). Le han puesto un ventilador que le sopla en la cara y está echado tendido en la posición decúbito prono en una plataforma que puede controlar con su cuerpo como si fuera el Jetman o Fusionman. Al tener el dispositivo de proyección tan cerca de los ojos, los objetos virtuales proyectados parecen formar parte del entorno del usuario. La inmersión es casi total y los que la han probado dicen que es lo más parecido a estar volando como un pájaro (...pero desde casa).



El futuro pasa por poder crear tecnología de realidad virtual inmersiva, portátil y asequible. Las mejores gafas de realidad virtual que cumplen con los criterios antes citados son las que está desarrollando en estos momentos la compañía Oculus. El equipo Oculus Rift esta haciendo un esfuerzo para revolucionar la forma en que las personas experimentan contenido interactivo. Oculus fue fundada por Palmer Luckey, un entusiasta de la realidad virtual  y  friki del hardware (tal como se describe a sí mismo). La compañía lanzó una campaña en Kickstarter para ayudar a financiar el desarrollo de su primer producto:
https://www.oculus.com/rift/

Las gafas Samsung VR, hoy por hoy no son una opción para la simulación casera de cierta calidad. Este producto está pensado para aplicaciones poco complejas, típicas de teléfono móvil o tableta, pero no de PC. Aquí se pueden ver las especificaciones:
http://www.samsung.com/global/microsite/gearvr/gearvr_features.html



Virtual Reality Flight SimulationExisten muchas compañías que están intentando ahora mismo acoplar por medio de software las Oculus Rift a simuladores muy conocidos como el Microsoft Flight Simulator (FSX). Una de estas empresas de software es FlyInside FSX. Esta compañía desarrolla un software que permite utilizar Flight Simulator X desde el interior del Oculus Rift DK2. Además de poder tener un punto e vista inmersivo (3D) y de poder hacer seguimiento con movimientos de cabeza, FlyInside ofrece una gran variedad de características útiles. Por poner un ejemplo, puede colocar las cartas de navegación, listas de verificación y otras ventanas alrededor de la cabina de vuelo en el espacio 3D. Puede cambiar aviones, lugares, ver mapas, todo sin quitarse los cascos virtuales. FlyInside FSX incluye una funcionalidad que le permite leer el texto y los indicadores que se encuentran en muchos aviones, a pesar de la resolución del DK2.  Esta compañía se centra en resolver varios problemas que ahora mismo tienen este tipo de tecnología, el rendimiento en frames/sec, la reducción de la latencia, y la inmersión.

Konrad enjoyed some spins he couldn't perform in his CessnaLa latencia es uno de los peores enemigos de los programadores. Latencia significa retraso de la señal, por ejemplo, cuando empezamos a mover la cabeza y la visión todavía está quieta. ese retraso es una de las cosas que más enoja a los usuarios de este tipo de gafas. Parece que Flyinside FSX lo está consiguiendo. 

Para saber algo más se puede visitar su página Web: http://flyinside-fsx.com/



Hablando de la interfaz hombre/máquina

La experiencia de simulación doméstica más realista e inmersiva posible sería la combinación de las dos técnicas: Casco de realidad virtual + plataforma de 6 grados de libertad. Esta plataforma ya la comentamos en este post. Existen muchos "manitas" que, con un poco de esfuerzo, tiempo y dinero, se han acabado construyendo su propia plataforma., tal como se puede ver en los vídeos (una es metálica y la otra de madera pero las dos parecen funcionar)





Los requerimientos mínimos (hardware/software) para que la tecnología electrónica no cause mareos y sea lo más inmersiva posible, se pueden ver en el diagrama a continuación. Como se puede ver,  para la inmersión total en la realidad virtual es fundamental contar con una alta velocidad de refresco e imágenes por segundo (por lo menos 95 fps) y una baja latencia. Por otra parte se requiere una persistencia de píxeles inferior a 3 ms para evitar las náuseas al mover la cabeza. Todo este equipo cuesta hoy por hoy bastante dinero.


Para aquellos que se quieran adentrar en la realidad virtual por poco dinero les recomiendo lo más básico: https://www.google.com/get/cardboard/

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