واقعیت گسترده: چیستی، کاربرد، آینده

باسمه تعالی

 

واقعیت گسترده (XR) نشانگر همه تکنولوژی‌های کامپیوتری امروز و آینده از قبیل واقعیت افزوده (AR)، واقعیت مجازی (VR) و واقعیت ترکیبی (MR) است. واقعیت گسترده تحت عنوان شکل دهی محیط واقعیت ترکیبی که از ترکیب سنسورها و عملگرها ایجاد می‌شود، شناخته می‌شود. واقعیت گسترده به تمام محیط‌های ترکیبی واقعی-مجازی اشاره دارد که از نتیجه تراکنش میان انسان و کامپیوتر و به وسیله تکنولوژی‌های کامپیوتری و ابزارهای پوشیدنی ایجاد شده است. در واقعیت گسترده ما با تمامی طیف‌های میان واقعیت و مجاز مواجهیم. یک طیف به هم پیوسته از واقعیت کامل تا دنیای مجازی کامل. سه تکنولوژی AR، VR و MR از مهمترین تکنولوژی‌های دنیای واقعیت گسترده است که در ادامه به تفاوت‌های آن‌ها پرداخته می‌شود.

 

همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌شود واقعیت گسترده تمام و مجموعه طیف زیر را شامل می‌شود که هر کدام از این سه تکنولوژی بخشی از این طیف را پوشش می‌دهند:

 

واقعیت مجازی (VR)

واقعیت مجازی یک شبیه‌سازی کامپیوتری که ادراک کاربر از دنیای واقعی را در چیزی شبیه به آن در دنیای مجازی جایگزین میکند. این تکنولوژی شناخته‌شده‌ترین تکنولوژی این طیف است که در آن با استفاده از عینک‌های مخصوصی و یا هدست‌ها، فرد در محیط مجازی قرار می‌گیرد و هم‌چنین می‌توان پیرامونش را با استفاده از کنترل‌کننده‌های خاصی تغییر دهد.

وافعیت افزوده (AR)

در واقعیت افزوده که در آن اشیا و محیطهای مجازی ترکیب می‌شود. در این حالت کاربر درک متفاوتی از واقعیت دریافت می‌کند و با استفاده از ابزارهای واقعیت افزوده می‌تواند محیط واقعی را با المان‌های جدید که بر اساس تکنولوژی کامپیوتری ایجاد شده است مشاهده کند.

واقعیت ترکیبی (MR)

این فضا، دنیای مجازی را با دنیای حقیقی ترکیب می‌کند. در واقعیت ترکیبی، کاربر می‌تواند میان اجسام واقعی و فیزیکی و اشیا  و محیط مجازی تراکنشی برقرار کند. این تکنولوژی شرایطی را فراهم می‌کند که کاربر بتواند یک پای خود را در جهان حقیقی و پای دیگر خود را در جهان مجازی قرار دهد (Doolani, et al., 2020).

 

ویژگی	واقعیت مجازی	واقعیت ترکیبی	واقعیت افزوده
ابزار نمایش	استفاده از هدست‌های خاص یا عینک‌های هوشمند	هدست	هدست
منبع تصویر	گرافیک‌یا کامپیوتری یا تصاویر واقعی ساخته شده با کامپیوتر	ترکیب اشیا ساخته‌شده توسط کامپیوتر و اشیا دنیای واقعی	ترکیب اشیا ساخته‌شده توسط کامپیوتر و اشیا دنیای واقعی
محیط	کاملا دیچیتالی	هر دو اشیا مجازی و واقعی به طور یکپارچه با یکدیگر ترکیب می‌شوند	هر دو اشیا مجازی و واقعی به طور یکپارچه با یکدیگر ترکیب می‌شوند
کاربرد	استفاده‌شده به طور گسترده در بازی‌ها، آموزش	به طور متوسط در بازی‌ها و آموزش‌ها	استفاده و کاربرد کم
نحوه مواجهه	اهرم‌ها و کنترل‌کننده‌ها	لمسی	ژست‌ها یا کنترل‌کننده‌ها

 

آینده واقعیت گسترده

روند تغییرات تکنولوژی به این سمت در حال حرکت است که همه ابزارهای امروز از جمله تلفن‌های هوشمند، هدست‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، در یک ابزار پوشیدنی تلفیق و تجمیع شوند تا همه اقدامات انسان‌ها به وسیله یک ابزار صورت پذیرد، از بازی‌های ویدئویی گرفته تا تناسب اندام. اما در این میان چالش‌هایی نیز وچود دارد که از جمله آن می‌توان به صفحات نمایش واقعیت گسترده، برق و حرارت، قابلیت اتصال و ردیابی حرکت اشاره نمود.

صفحه نمایش یک مؤلفه مهم برای دستگاه‌های واقعیت گسترده است که بایستی هم قابل پوشیدن و هم سبک و بادوام باشد از طرف دیگر بایستی میدان دید وسیعی را بتواند پوشش دهد و از رنگ‌های گسترده‌ای پشتیبانی کند. از سوی دیگر بهینه‌سازی انرژی برای یک دستگاه واقعیت گسترده همیشه روشن یک مسئله بسیار کلیدی است همچنین بایستی دستگاه واقعیت گسترده قابلیت اتصال به اینترنت پرسرعت داشته باشد تا بتواند عملیات را در کمترین زمان به انجام برساند و نهایتا اینکه دستگاه‌های واقعیت گسترده بایستی مداوما بر اساس تعاملات بصری و دست و سر، دستور بپذیرند و حرکت خود را تنظیم کنند.

 

کاربردهای واقعیت گسترده

واقعیت گسترده در حوزه‌های متنوعی کاربرد دارد. تصویر زیر حوزه‌های مهم کاربرد این تکنولوژی را نشان می‌دهد (Desai, 2020):

 

 

همانطور که در تصویر مشاهده می‌شود، به عنوان نمونه واقعیت گسترده در آموزش، درمان بیماری‌ها، خرده‌فروشی‌ها، معماری و عملیات ساخت، مهندسی و تولید قطعات، حمل و نقل و گردشگری و سفر کاربرد دارد. در ادامه به صورت خاص به کاربرد واقعیت گسترده در آموزش پرداخته شده‌است.

 

کاربرد واقعیت گسترده در آموزش مدیریت

به عنوان مثال مقاله «واقعیت گسترده در آموزش: مطالعه موردی در آموزش مدیریت» به این مسئله پرداخته که چگونه واقعیت گسترده می‌توان محیطی را برای دانشجویان ایجاد کند تا با واقعیت‌ها و شرایط طبیعی یک کسب و کار آشنا شوند، مانند برنامه‌‌ریزی، مدیریت کارکنان، حل مسئله، تفکر انتقادی، کار تیمی و خلاقیت در انجام کار. در این مقاله با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف از جمله AR و VR، اقدامات بسیاری مورد توجه قرار می‌گیرد و کاربر می‌تواند با استفاده از این تکنولوژی‌ها محیط واقعی را پیش روی خود ببیند و تا حدودی به درکی بی واسطه از محیط کار دست یابد. مثلا در یک مورد با استفاده از فناوری AR ارگونومی در محیط کار پیش روی کاربر قرار می‌گیرد و او می‌آموزد که چگونه می‌تواند در عمل محیط کار خود را بر اساس قوانین ارگونومیک سامان دهد.

به عنوان یک اقدام در محل کار، در ادامه مسئله ارائه یک انتقاد سازنده به یک کارمند در محیط کار مورد توجه قرار گرفته‌است. این اتفاق با استفاده از تکنولوزی VR محقق شده. یک سناریو برای این کار در نظر گرفته شده که در آن به کاربر این امکان داده می‌شود که نقش مدیر یک تیم کوچک را بر عهده بگیرد و در مواجهه با موقعیت‌های دشواری که نیاز به تصمیم‌گیری دارد، واکنش مناسب نشان دهد. هدف اصلی از این اتفاق آن است که کاربر بیاموزد چگونه می‌تواند بازخورد مناسبی به کارمندان بدهد تا بتواند رفتار نامناسب را مدیریت کند. این سناریو این قابلیت را دارد که در مراحل گوناگون به نتایج متفاوتی منجر شود و این امکان به کاربر داده می‌شود تا خود مسیر تعاملات را انتخاب کند تا بتواند نتایج انتخاب‌های خود را به چشم ببیند. برای واقعی‌تر شدن محیط کار همه کارکنان متحرک شدند و مشغول فعالیت‌های مختلف اداری هستند. در شکل زیر نمونه‌ای از سناریوی تعامل نشان داده‌شده است.

 

شکل زیر نیز دفتر کار را نشان می‌دهد و همچنین رابط کاربری را به نمایش می‌گذارد.

 

 

همانطور که در این شکل نیز مشاهده می‌شود در هنگام انجام یک کنش، منویی پیش‌روی کاربر قرار داده می‌شود تا اقدام خود را انتخاب کند (بر اساس سناریویی که در بالا آورده شد این منو طراحی شده‌است)

به عنوان مثال در این مورد خاص، شرایطی برای کاربر که نقش مدیریت را برعهده گرفته مشخص شده‌است: «کارمند شما سابقه طولانی‌ای دارد که سر کار دیر می‌آید. امروز او حدود 30 دقیقه تاخیر داشت، که منجر به شرایطی شد که همه تیم ها باید منتظر می ماندند تا او بیاید تا بحث را در مورد یک پروژه جدید شروع کند.» کاربر بایستی با انتخاب خود واکنش مناسب به این اتفاق بدهد و با استفاده از فناوری واقعیت مجازی قادر خواهد بود نتایج انتخاب خود را مشاهده نماید (Zwoli ´ nski, et al., 2022).

 

مثال بالا نمونه کوچکی از کاربرد فناوری واقعیت گسترده در عرصه آموزش است که موجب می‌شود به جای آموز‌هاش‌های نظری و ذهنی، فرد آن‌چه می‌آموزد را در صحنه عمل با هزینه بسیار کم تجربه کند. همانطور که گفته‌شد فناوری واقعیت گسترده در سال‌های آینده بیش از پیش توسعه خواهد یافت و در این میان بسیاری از اتفاقاتی که تا قبل از این ناممکن بوده‌است، به واسطه این فناوری ممکن و در دسترس خواهد بود که از جمله ناممکن‌ها می‌توان به تجربه‌اندوزی بدون حضور در محیط فیزیکی اشاره نمود. واقعیت گسترده این پتانسیل را دارد که حس حضور ـ واقعاً با هم بودن ـ را در طیف وسیعی از حوزه‌های حیاتی انسانی تقویت کند، اما همچنان دانش و آزمایش عمیق‌تر برای این کار نیاز است. به‌ویژه، محدودیت‌های مقوله‌های کلیدی که درک ما از واقعیت گسترده را تعریف می‌کنند ـ غوطه‌وری و حضور ـ این سوال را مطرح می‌کند که پیش‌فرض‌های موجود درباره  این زمینه اجتماعی ـ فنی ارتباطات چقدر قابل اجرا هستند. چنین درک طبقه‌ای مانند Psi بر مجموعه پیچیده‌ای از تجربیات انسانی متکی است و به نظر می‌رسد که در حال حاضر با وجود ماهیت پیشرفته فناوری‌هایی مانند آواتار کدک مبتنی بر یادگیری ماشینی فیس‌بوک، همچنان این باورپذیری کامل اتفاق نمی‌افتد (Matthews, See, & Day, 2020).

 

 

منابع

 

Desai, A. (2020, may 11). Future of XR: Technology and Application. Retrieved from einfochips: https://eragon.einfochips.com/blog/post/future-of-xr-technology-and-application/

Doolani, S., Wessels, C., Kanal, V., Sevastopoulos, C., Jaiswal, A., Nambiappan, H., & Makedon, F. (2020). A Review of Extended Reality (XR) Technologies for Manufacturing Training. Technologies, 1-20.

Matthews, B., See, S. Z., & Day, J. (2020). Crisis and extended realities: remote presence in the time of COVID-19. Media International Australia, 198-209.

Zwoli ´ nski, G., Kami´ nska, D., Laska-Le´sniewicz, A., Eric Haamer, R., Vairinhos, M., Raposo, R., . . . Reisinho, P. (2022). Extended Reality in Education and Training: Case Studies in Management Education. Electronics, 1-17.