مروری بر سیر تکامل هدست‌های واقعیت افزوده (AR)

در فوریه ۲۰۰۶، جف هان برای اولین بار یک نسخه آزمایشی از یک رابط چند‌لمسی (Multi Touch) را در کنفرانس Ted معرفی کرد که قسمتهایی از این کنفرانس را در ویدئو زیر می‌توانید ببینید. با دیدن این ویدئو احتمالاً بگویید که چیز شگفت‌انگیزی در آن وجود ندارد؛ چرا که امروزه حتی یک تلفن‌هوشمند ۵۰دلاری مجهز به سیستم‌عامل اندروید نیز توانایی انجام این کارها را دارد. ولی اگر از افرادی هستید که اخبار تکنولوژی را حرفه‌ای‌تر دنبال می‌کنید، احتمالا احساس افسوس خواهید کرد. این احساس افسوس زمانی بیشتر خواهد شد که بدانید دقیقا یک سال بعد از کنفرانس جف هان در TED بود که اَپل از گوشی هوشمند خود بنام آیفون رونمایی کرد. درواقع این نقطه از تاریخ را می‌توان تولد صنعت عظیم صفحه‌ نمایش‌های چند‌لمسی دانست.

با مرور اتفاقات رخ داده در این دهه، سیر تکامل صفحه نمایش‌های چند لمسی را می‌توانیم به چهار بخش تقسیم کنیم. بخش اول ظهور ایده صفحه‌نمایش‌های چند لمسی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، بخش دوم تولید نمونه‌های اولیه از این صفحه‌نمایش‌ها که برای عموم مردم قابل دسترسی و استفاده بود، بخش سوم زمانی که اولین نمونه آیفون با قابلیت صفحه‌نمایش‌ چندلمسی در دسترس عموم قرار گرفت و بلاخره بخش چهارم که شکستن مرزهای فروش تلفن‌های هوشمند مجهز به صفحه‌نمایش‌های چند‌لمسی مانند آیفون‌های تکامل یافته و اندروید بود. شما می‌توانید این تغییرات را همراه با بازه زمانی‌شان در نمودار زیر ببینید. چند سال پس از عرضه آیفون در سال ۲۰۰۷، حتی با افزایش‌ قیمت‌های  پی‌در‌پی، نسخه‌های جدید آیفون به سرعت به فروش رفتند. مراحل شکل‌گیری اکثر فناوری‌هایی که زندگی بشر را شدیدا تحت تاثیر قرار داده‌اند نیز مانند مراحل شکل‌گیری و ظهور تکنولوژی صفحات چند‌لمسی است. البته پلتفرم‌هایی نیز وجود داشتند که بطور همزمان و درهنگام ظهور صفحات چند‌لمسی و آیفون مشغول فعالیت بوده‌اند که ناکامان بزرگ این عرصه تلقی می‌شوند. از جمله این پلتفرم‌ها می‌توان به Symbian در غرب و iMode در ژاپن اشاره کرد.

امروزه، تکنولوژی واقعیت افزوده در مکانی مابین بخش دو (تولید نمونه‌های اولیه) و بخش سه(تولید نمونه‌های اولیه قابل استفاده برای عموم) قرار دارد. ما شاهد برخی از نمونه‌های اولیه قوی ولی غیرقابل استفاده برای عموم و برخی نمونه‌های اولیه نسبتا ضعیف که پتانسیل تجاری‌سازی ندارند هستیم ولی رسیدن به هدف نزدیک است.

هلولنز مایکروسافت

 بنظر می‌رسد که این گجت آینده خوبی را پیش‌رو داشته باشد. از مشخصات این هدست واقعیت افزوده می‌توان به اندازه کوچک و وزن کم، پردازشگر داخلی و قیمت ۳هزار دلاری آن اشاره کرد. البته این هدست واقعیت افزوده میدان دید پایین و قیمت نسبتا زیادی دارد که از نکات ضعف این گجت محسوب می‌شود. مایکروسافت اعلام کرده است که نسخه دوم Hololens سال ۲۰۱۹ به بازار عرضه خواهد شد. در این راستا واضح است که شرکت اپل نیز در زمینه هدست‌های واقعیت افزوده پروژه‌هایی دردست دارد و برای هرچه زودتر به نتیجه رسیدن، اقدام به جذب نیروهای متخصص و خرید شرکت‌های نوپا و دانش‌بنیان در زمینه هدست‌های واقعیت افزوده کرده است. مدیر‌عامل اپل در اظهار‌نظری گفته است که:

 من معتقد هستم که کار برروی کوچک سازی ابعاد محصول، قدرت، رادیو و… که در محصولاتی مانند apple watch و ایرپدها کاربرد فراوانی دارند، در اولویت است 

Hololens

همچنین نباید از شرکت‌هایی مانند گوگل، فیسبوک و استارت‌آپ‌های کوچک نیز غافل شد. گاهی ممکن است شرکت‌های کوچک و نوپا ایده‌های جذابی برای ارایه داشته باشند.

مقاله‌های مرتبط:

در این میان مجیک‌لیپ (magic leap) نیز برروی فناوری پوشیدنی خود که آن را واقعیت سینمایی (cinematic reality) نامیده است کار می‌کند و به تازگی ویدیویی را از قابلیت‌های این فناوری منتشر کرده است. در ادامه این ویدیو بسیار سرگرم‌کننده و جذاب را با یکدیگر مشاهده خواهیم کرد. اما همانطور که می‌دانید تفاوت بسیاری بین مشاهده ویدیوی استفاده از یک گوشی آیفون و تجربه استفاده و دردست گرفتن آن وجود دارد. درواقع این مثال مصداق حس عجیب و خارق‌العاده استفاده از این فناوری درمقابل مشاهده ویدیو آن است. عملکرد این تکنولوژی بدین صورت است که واقعیت مجازی و واقعیت افزوده را با یکدیگر ترکیب کرده (AR) و صحنه‌های خارق‌العاده‌ای را خلق می‌کند.

نکته اشتراک هدست‌های AR چیست؟

مرحله اول برای ساخت یک هدست واقعیت افزوده درواقع همان چیزی است که ما تحت عنوان Google Glass می‌شناسیم. گوگل‌گلس گجتی است که تصاویر را از دید چشم شما ضبط کرده و آن را مستقیماً در شبکه اجتماعی Google Plus به اشتراک می‌گذارد. در ساخت یک هدست واقعیت افزوده نیازی نیست که هدست به اینترنت متصل بوده و ویدئو‌ها را به اشتراک بگذارد. درحقیقت، بصورت مفهومی گوگل‌گلس بسیار شبیه به یک ساعت هوشمند است، با این تفاوت که برای استفاده از ساعت هوشمند باید به پایین و دست چپ خود نگاه کنید ولی برای استفاده از گوگل‌گلس باید به بالا و سمت راست نگاه کنید! با انجام این کار شما به یک صفحه شیشه‌ای خیره خواهید شد، بدون احساس و جذابیت خاصی! البته با استفاده از فناوری‌های جدیدتر می‌توان میدان دید را گسترش داد تا توانایی مشاهده اجسام سه‌بعدی و اشیاء را داشته باشید.

با این حال، با فناوری که گاهی اوقات True AR و گاهی هم Mixed AR نامیده می‌شود، دستگاه شروع به جمع‌آوری اطلاعات از اطراف خود کرده که می‌توانید چیزهایی را به آن اضافه کنید، به‌ عنوان مثال اگر توپی را در محیط قرار دهید، احساس خواهید کرد که این توپ واقعا وجود دارد! برخلاف گوگل‌گلس، هدست‌های واقعیت افزوده از محیط اطراف یک نقشه سه‌بعدی تهیه کرده و به شما نمایش می‌دهند. علاوه بر این شما در تمام مدت صداهای موجود در محیط را نیز خواهید شنید. بعنوان مثال، با استفاده از این فناوری می‌توانید یک تلویزیون مجازی برروی دیوار خانه خود ایجاد کرده و آن را تماشا کنید و یا بازی موردعلاقه خود را برروی میز قهوه‌خوری اجرا کنید. به هر حال، هر کسی که ازعینک های مشابه استفاده می‌کند، می تواند همان چیزها را ببیند که شما می‌بینید. شما می توانید یک صفحه دیوار یا میز کنفرانس را به صفحه نمایش تبدیل کنید و همه اعضای تیم شما می توانند از آن استفاده کند.

اما سوال اصلی این است که آیا شما بوسیله این هدست واقعیت افزوده می‌توانید به مکان‌های دیگر نیز بروید؟ این سوال از آنجا نشات می‌گیرد که درواقع هدست شما فقط مکانی را اسکن می‌کند که در آن قرار دارید، اگر بخواهیم واضح‌تر صحبت کنیم هدست شما محیط اتاق را اسکن می‌کند ولی در حقیقت توانایی تشخیص اینکه محیط اسکن شده یک اتاق است را ندارد. به عنوان مثال، فرض کنید که شما بوسیله یک ارتباط تصویری تحت شبکه در یک جلسه مصاحبه کاری حضور دارید و اطلاعات اکانت LinkedIn شما یا یک یادداشت از طرف Salesforce در بالای سرتان نمایش داده می‌شود که نشان می‌دهد شما قبلا در این شرکت مشغول به کار بوده‌اید و مواردی از این قبیل. در واقع این بدین معناست که مجموعه سنسورهای موجود برای اسکن محیط، فقط اشیاء موجود را اسکن می‌کنند ولی درکی از این که این اشیاء چه هستند ندارند. این دقیقا همان نقطه ضعف هدست‌های واقعیت افزوده فعلی است. برای رسیدن به نتیجه مطلوب باید سنسورهای هدست واقعیت افزوده توانایی یکپارچه‌سازی شما با محیط اطراف و درک اینکه در محیط اطراف چه چیزی در حال وقوع است را داشته باشند. در صورت برطرف شدن این مشکل، شما دیگر نشان دهنده محیط اطراف خود نخواهید بود، بلکه بخشی از آن محیط خواهید بود. هدست‌های شما می‌توانند چیزهایی که در یک صفحه نمایش گوشی هوشمند ۲۰اینچی به‌نمایش درآمده را به شما نشان دهند و یا آن را از دنیای واقعی جدا کرده و تغییر دهند.

augmented reality

آیا زمانی که هدست‌های واقعیت افزوده به اندازه کافی کوچک شوند، تمام روز از آن استفاده خواهید کرد؟ اگرنه، باید بدانید که بسیاری از برنامه‌های مرتبط ازکار خواهند افتاد. شاید شما وسیله‌ای که تلفن و ساعت را ترکیب کرده است داشته باشید و یا عینکی که خواندن متن‌ها را برای شما بسیار راحت‌ می‌کند ولی در مورد استفاده از یک هدست نظرتان چیست؟ هدستی که بوسیله آن می‌توانید در هر مکانی فیلم تماشا کرده و یا تماس تلفنی برقرار کنید بدون آنکه فعالیتهای دیگر شما را تحت تاثیر قرار دهد؟

مقاله‌های مرتبط:

مطالب ذکر شده بیانگر این سوال هستند که آیا VR و AR می‌توانند با یکدیگر ادغام شوند؟ مطمئناً این امکان وجود دارد و چالش‌هایی را نیز برای مهندسان فعال در این زمینه ایجاد خواهد کرد. یکی از چالش‌های ادغام این دو تکنولوژی، قرار دادن شما در دنیایی دیگر است بطوری که متوجه آن نشوید. در واقع با کمترین وجه تمایز در لبه‌های تصاویر که این مورد کاری دشوار است درحالی که AR عملاً به آن نیازی ندارد. بطور همزمان، چالش اصلی در AR این است که به هدست بگوییم که به چه چیزی در محیط احتیاج نداریم (که این مورد در فضاهای باز با شدت نور زیاد عملا غیرممکن است) در حالی که برای استفاده از VR نیاز به یک محیط سیاه داریم. با استفاده از هدست‌های AR شما می‌توانید تصاویر را از دید چشمان خود ببینید. در طول یک یا دو دهه آینده هرچیزی امکان‌پذیر است؛ ولی برای امروز به نظر می‌رسد جدا بودن این دو تکنولوژی بهترین گزینه است. به یاد داشته باشید که در اواخر دهه ۱۹۹۰ درحال بحث برسر این موضوع بودیم که آیا ساخت یک تلفن که دارای یک صفحه نمایش جداگانه به همراه قابلیت اتصال به اینترنت است، امکان‌پذیر است یا خیر. ولی در سال ۲۰۰۷ شاهد ظهور صفحات نمایش چند‌لمسی بوده‌ایم، پس در دنیای تکنولوژی هر چیزی امکان‌پذیراست.

مساله بعدی این است که چگونه با چیزهایی که وجود خارجی ندارند ارتباط برقرار کرده و آنها را کنترل کنیم؟ آیا کنترل کننده‌های موجود VR کارایی لازم را دارند؟ آیا حسگرهای ردیابی دست به خوبی کار می‌کنند (بدون نشان دادن دقیق انگشتان)؟ قابلیت چند‌لمسی (Multi Touch) در گوشی‌های هوشمند بدین معنا است که ما بطور مستقیم با سخت‌افزار تعامل و ارتباط برقرار کرده و فرمان‌های موردنظر خود را به جای استفاده از ماوس(Mouse) بوسیله لمس با یک یا دو انگشت صادر می‌کنیم. آیا اشیاء موجود در AR را نیز می‌توان لمس کرد؟ آیا مدل رابط کاربری ‘all-day’ کارایی لازم را خواهد داشت؟ مجیک‌لیپ قطعا توانایی شبیه‌سازی عمق به صورتی که احساس کنید در حال لمس یک جسم هستید را دارد؛ ولی آیا واقعا به یک رابط کاربری که درآن همه اجسام قابل لمس باشند نیاز است؟ آیا باید از کنترل صوتی استفاده کنیم ؟ دراینصورت چه میزان از فعالیت‌های موجود با استفاده از کنترل صوتی قابل انجام هستند؟ (این عمل را با کنترل کامل گوشی هوشمند خود بوسیله دستیارهای صوتی بسنجید). آیا باید از تکنولوژی اسکن حرکات چشم (ٍeye-Tracking) برای کنترل محیط استفاده کنیم؟ دراینصورت استفاده از این تکنولوژی به چه میزان عملی خواهد بود؟ همه این سوالات و بسیاری سوالات مشابه دیگر جزو چالش‌های مهندسی در رابطه با تکنولوژی هدست‌های واقعیت افزوده هستند که ابتدا باید در محیط کامپیوترهای شخصی طراحی و پیاده‌سازی شوند تا بتوان از آنها در دنیای واقعیت افزوده استفاده کرد.

augmented reality

به هر حال به نظر می‌رسد که بیشتر افراد درباره این موضوع کنجکاو هستند که هدست‌های AR چگونه داده‌ها و اشیاء اطراف را تجزیه و تحلیل می‌کنند. این سوال در واقع ریشه در نحوه عملکرد رابط فیزیکی (AI) در هدست‌های واقعیت افزوده دارد. چه چیزی را باید ببینم تا متوجه شوم که به سوی من در حال حرکت هستید؟ LinkedIn یا Tinder؟ درصورت وجود یک پیام جدید چه زمانی باید آن را ببینم؟ اکنون یا بعدا؟ آیا می‌توانم بیرون یک رستوران بایستم و از پلت‌فرم فراسکوئر بپرسم که این رستوران مکان خوبی است یا خیر؟ یا سیستم عامل دستگاه، همه این موارد را به صورت اتوماتیک تجزیه و تحلیل می‌کند؟ این سیستم عامل چگونه خدماتی که شما بوسیله Google Brain  اضافه کرده‌اید را در Cloud ذخیره می کند؟ گوگل، اپل، ماکروسافت و مجیک‌لیپ، ممکن است نگرش‌های فلسفی متفاوتی نسبت به این وقایع داشته باشند، ولی بنظر می‌رسد که برای هرچه بهتر کار کردن هدست‌های واقعیت افزوده، این مباحث باید بصورت اتوماتیک در بخش AI گنجانده شوند. جمله معروف اریک ریموند را بخاطر بیاورید که می‌گوید:

یک رایانه هرگز نباید از شما چیزی بخواهد تا بتواند کار کند.

حال اگر این جمله را با رفتار رایانه‌هایی که توانایی دیدن هرآنچه که شما می‌بینید و تشخیص و تجزیه تحلیل آن را دارند، رایانه‌هایی که توانایی یادگیری و اتخاذ تصمیم برای اتفاق‌هایی که در آینده ممکن است روی دهد را دارند و… مقایسه کنید، خواهید دید که در آینده‌ای نه چندان دور تمامی سوالات موجود در ذهن شما عملا الزامی ندارند. ولی در حال حاظر ما مجبور به پاسخگویی به این سوالات و رفع ابهامات آن‌ها هستیم. بنابراین هنگامی که ما از مدل رابط کاربری ویندوز/صفحه‌کلید/ماوس موجود در کامپیوتر‌های رومیزی به سمت مدل لمس و تعامل مستقیم با سخت‌افزار در گوشی‌های هوشمند حرکت کرده‌ایم، عملا بسیاری از سوالات و ابهامات موجود در این زمینه بصورت اتوماتیک حذف شده‌اند. یک گوشی هوشمند از شما نمی‌پرسد که تصویر گرفته شده را باید در کجا ذخیره کند و یا هنگامی که از اسکن اثر‌انگشت استفاده می‌کنید، گوشی‌هوشمند دیگر از شما پسوردتان را نخواهد پرسید. AR باید گامی دیگر در مسیر این تغییرات باشد. این موضوع بسیار فراتر از تغییرات موجود در گوشی‌های هوشمند خواهد بود. به عنوان مثال عملکرد اپلیکیشن اسنپ‌چت به هیچ عنوان قابل مقایسه با وبسایت فیس‌بوک در کامپیوترهای رومیزی نیست. رابط کاربری AI-LED، همه حوزه‌ها در زمینه روابط کاربری، UIها، هوش مصنوعی و کنترل نامحسوس را بصورت وسیع تحت تاًثیرخود قرار خواهد داد.

درحالی که هدست‌های AR در تلاش برای درک دنیای پیرامون خود و البته درک شما هستند، هرروز بیشتر مورد استقبال قرار می‌گیرند و افراد بیشتری را شیفته خود می‌کنند. تلاش برای استفاده هرچه وسیع‌تر ازاین تکنولوژی درعرصه‌های رایانش‌ابری و هوش‌مصنوعی قابل لمس است. آیا تصویری که درحال دیدن آن هستید واقعی است؟ آیا ارتباط با LinkedIn، Tinder، Salesforce، TrueCaller، فیسبوک و سایر شبکه‌های اجتماعی علاوه بر مصرف پهنای‌باند بسیار زیاد دریک محیط امن صورت می‌گیرد؟ در بحث ارتباط با شبکه‌های اجتماعی و حساب‌های خصوصی افراد، حفره‌ها و چالش‌های امنیتی مشهود هستند. شهری را تصور کنید که همه افراد آن بوسیله هدست‌های واقعیت افزوده خود مشغول فیلمبرداری با کیفیت HD و ارسال آن به سرورهای رایانش‌ابری هستند، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ اگر هدست واقعیت افزوده شما که به حساب‌های شخصی و سیستم حفاظت هوشمند خانه‌ متصل است هک شود، بدون شک می‌توان گفت که شما با مشکلات بزرگی روبرو خواهید شد.

و در نهایت مهمترین و بزرگترین سوال این است که بطور متوسط چندین نفر از افراد جهان هدست واقعیت افزوده خواهند داشت؟ آیا AR بعنوان یکی از لوازم جانبی و جزو زیرمجموعه تلفن‌های هوشمند (مانند ساعت‌های هوشمند) به فروش خواهد رسید؟ آیا مراکزفروش لوازم‌جانبی گوشی‌های هوشمند در شهرهای کوچک کشورهایی همچون برزیل و اندونزی نیز اقدام به فروش هدست‌های واقعیت افزوده چینی به قیمت ۵۰ دلار خواهند کرد؟ آیا هدست‌های واقعیت افزوده نیز مسیر گوشی‌های هوشمند بی‌کیفیت چینی را طی خواهند کرد؟ هزینه‌های هنگفت پهنای‌باند چه خواهد شد؟ بازهم بسیار زود است که درمورد همه این موارد پیش‌داوری کنیم؛ ولی تجربه‌هایی که در زمینه سیستم‌های کامپیوتری خانگی، نرم‌افزار Word و ازهمه مهمتر تلفن‌های هوشمند بدست‌آورده‌ایم نشان می‌دهد که احتمالاً هدست‌های واقعیت افزوده نیز تبدیل به یک محصول جهانی خواهند شد که این موضوع چالش‌های بسیاری را پیش‌روی توسعه‌دهندگان این گجت قرار خواهد داد.

منبع: زومیت