tieteistarinoista osaksi arkipäivää

Transkriptio

1 Te ta esittää: Laajennettu todellisuus ja puettavat tietokoneet tieteistarinoista osaksi arkipäivää Anton Tamminen Helsingin Yliopisto 2008

2 Anton Tamminen Tietojenkäsittelytieteen opiskelija sitten vuoden 2006 Pääaineena tietojenkäsittelytiede, sivuaineena kognitiotiede Tehnyt erimuotoista työtä kansalaisoikeuksien ja vapaiden ohjelmistojen vuoksi Laajennettu todellisuus ja puettavat tietokoneet olleet mielenkiinnon kohde teini iästä asti.

3 Mikä ihmeen laajennettu todellisuus? (Augmented Reality, AR) Tietojenkäsittelyteiteen tutkimusala; todellisen ja virtuaalisen yhdistäminen Käytännössä: Ihmisten aistimaailman laajentamista tekniikan avulla käsittämään tietoa jota siinä ei normaalisti esiinny (ja mahdollisesti poistamaan siitä epäolennaista tietoa, termi diminished reality). Yleensä tarkoitetaan audiovisuaalista kokemusta, mutta poikkeuksia löytyy Kamera Käsittely Näyttö Silmä Näkökenttä Näytön läpi Silmä, Kamera Käsittely Näyttö Silmä Hyvin yksinkertainen esimerkki: Silmälasit joissa näkyy kellonaika ylänurkassa (ks BMW video)

4 Puettavat tietokoneet? (Wearable Computers, WearComp) Laajempi tutkimusala joka karkeasti ilmaistuna käsittää tavoitteen integroida tietotekniikka arkielämäämme niin, että tekniikka on jatkuvasti käyttäjän ulottuvissa eikä rajoita liikkuvuutta tai harhauta ympäristöstä. Nykytilassa käyttöliittymät vaativat keskittymistä Puettavien tietkoneiden tutkimukseen liittyy myös Laajennettu todellisuus Hahmontunnistus Käyttöliittymätutkimus Laajassa sanan merkityksessä ensimmäinen puettavat tietokone olisi taskukello joka keksittiin tiettävästi joskus 1500 luvulla

5 Historiaa 1961: Thorp, Shannon luovat analogisen puettavan tietokoneen ennustamaan rulettia 1966: Sutherland keksii HMDn (Head Mounted Display) Ikkuna virtuaalimaailmaan 1975: Kreugerin virtuaalitodellisuuslaboratorio Sallii käyttäjän interaktoida virtuaalisten esineiden kanssa ensimmäistä kertaa 1981: Mann rakentaa reppumallisen tietokoneen ohjaamaan valokuvausjärjestelmiä 1989: Lanier keksii termin Virtuaalitodellisuus (Virtual Reality) ja aloittaa virtuaaliympäristöjen kaupallisen tuottamisen 1990: Boeing: Caudell keksii termin Laajennettu todellisuus (Augmented Reality) 1993: Columbia University; KARMA 1996: DARPA Wearables in 2005 workshop 1997: IEEE International Symposium on Wearable Computers Pääasiallinen akateeminen tapahtuma nykyään, seuraavan kerran syksyllä 2008

6 Sovelluskohteet Hoitoala (joitain yksinkertaisia WearComp toteutuksia) Vanhukset Potilaat sairaaloissa/hoitolaitoksissa Aistivammaiset, kehityshäiriöiset Teollisuus (jotkut työtä tehostavat WearComp toteutukset käytössä) Työnohjaus Video ohjeet reaaliajassa suoraan näkökentässä, wireframe mallit Laiteohjaus etäältä Kulkee mukana ei vaadi päätteen äärellä istumista Sotilaalliskäyttö (AR ja WearComp sotilaalliskäyttö kehitteillä, testausta Irakissa) Tilanteenhallinta Reaaliaikainen monipuolisempi tiedoitus Sotilaan terveyden tarkkailu Käyttöliittymä tietotekniikkaan mahdollistaa suuremman automaation Siviilikäyttö (joitain yksinkertaisia WearComp viihdekeskuksia markkinoilla) Ei enää kannettavaa (raahattavaa) laukussa Työ ja viihde missä tahansa yksityisesti Mainonta tietokonegeneroitu grafiikka Navigaattori, kaupunkiopas

7 Laajennetun todellisuuden ja puettavien tietokoneiden tutkimuksen nykytila Lähinnä kokeellisessa käytössä (sotilaallis, teollisuuskäyttö) Ei vielä etabloituneita koknaisvaltaisia loppukäyttäjätuotteita Joitain HMD (Head Mounted Display) tuotteita (Myvu) Loppukäyttäjillä ei varaa HMD tekniikkaan (ks. taulukko) Kevytratkaisuissa hyvin matala resoluutio huono luettavuus Äskeinen saavutus Tokyon yliopistossa kehitetyt HMD silmälasit muistavat, tunnistavat ja nimeävät kantajansa näkemät esineet. Myvu ipod goggles

8 Laajennetun todellisuuden ja puettavien tietokoneiden tutkimuksen nykytila (jatkuu) Sotilaalliskäyttö Land Warrior projekti Yhdysvaltain maavoimien projekti, ~ Tavoitteena: Teknisesti edesauttaa maajoukkojen tilanteenhallintaa ja tiedonkulkua Kasvattaa sotilaan henkiinjäämismahdollisuuksia Kasvattaa sotilaan tehokkuutta taisteluissa Sotilas on ennemminkin täysivaltainen yksikkö kuin yksikön osa Prototyypit windowsia, nykyinen linuxpohjainen Keskeinen tekniikka : Kypärä jossa näyttö ja kamera tilanne ja karttatietoja Sateliittipaikannus Radioyhteydet Wikimedia: Land Warrior

9 Laajennetun todellisuuden ja puettavien tietokoneiden tutkimuksen nykytila (jatkuu) Sotilaalliskäyttö (jatkuu) Future Forced Warrior hanke, osa Future Combat Systems projektia Paraikaa kehitteillä, ensimmäiset mallit tarkoitus ottaa käyttöön 2010 Jatkoa Land Warrior projektille Tavoitteita: Valvoa sotilaan fyysistä ja psyykkistä tilaa Auttaa sotilasta hahmottamaan ympäristöään paremmin, myös näkökentän ulkopuolista ympäristöään Teknistä integraatiota aseen kanssa Wikimedia: FFW Wikimedia: FFW

10 Laajennetun todellisuuden ja puettavien tietokoneiden tutkimuksen nykytila (jatkuu) Teollisuus (ks. videomainos) Tiedonvälitystä lennossa WearComp ratkaisuja markkinoidaan tuottavuutta tehostavina Sairaanhoito Vaativat leikkaukset Potilaan terveydentilamonitorit Paikallistus Avunpyyntö Wikimedia: FFW Wikimedia: FFW

11 Laajennetun todellisuuden ja puettavien tietokoneiden tutkimuksen nykytila (jatkuu) Tutkimustyökaluja ja apuvälineitä AR Toolkit, Blackmagic STAR system, Youngkwan Cho Wikimedia: FFW Wikimedia: FFW

12 Elämme siirtymäkautta HMD teknologia kehittyy jatkuvasti, joitain teollisia sovelluskohteita jo käytössä Yksinkertaisia viihdekeskuksia on jo saatavilla, esim. ipod + Myvu Periaatteessa tekniikka löytyy jo, mutta kukaan ei vielä tuota kokonaisuuksia Hahmontunnistus kehittyy jatkuvasti Kaupallinen mielenkiinto lisääntyy lisää tutkimusrahaa Akateeminen mielenkiinto kasvanut ~tasaisesti sitten 90 luvun

13 Haasteet, hidasteet ja esteet Akkuteknologia Paino tulee nopeasti vastaan. Land Warriorissa törmättiin tähän ongelmaan. Muutamaa tuntia pidempi käyttö vaatii liian suuria akkuja Konenäkö/Hahmontunnistus Algoritminen haaste Vaatii paljon tutkimusta Voidaan korvata paikannusteknologialla kun tarkkuus ei tärkeää Näyttöteknologia Parempiresoluutioiset HMDt ovat kalliita ja kömpelöitä Silmän ei pidä ärsyyntyä

14 Haasteet, hidasteet ja esteet Syötelaitteet Nykyiset kannettavat syötelaitteet liian hitaat ja/tai kömpelöt Suuri haaste suunnitella helpposti ja sujuvasti käytettävä syötelaite Ideoita: Hanskatyyppinen, rekisteröi käden asennon/liikkeet Vaatisi erittäin kevyen rakenteen jottei olisi kömpelö Mahdollisesti hauras käsiä pitää voida käyttää normaalisti Erilaiset näppäimistöt (mm. projisoitava, FrogPad) Vaatii yleensä jonkun tason alustan Vaatii jonkun verran keskittymistä (ei normaalisti luonteva) Ääniohjaus Äänekäs (poikkeuksena tuore hiljainen keksintö) Hidas Epävarma toimivuus Kestävyys, keveys Kosteus ja sähkölaitteet Materiaalien pitää olla samaan aikaan kestäviä ja kevyitä

15 Tulevaisuus Kysyntä kasvaa tuotanto halpenee Viihde elektroniikkateollisuus tuo loppukäyttäjien ulottuville Todellisuuden kokemus muuttuu Tiedon määrä kasvaa entisestään Laajennetusta todellisuudesta tulee itsestäänselvyys orpo olo ilman tekniikkaa

16