سنتحدث في هذه المادة عن الحقيقة الافتراضية، الأجواء الصوتية الصادرة عن الكمبيوتر، والروبوت المرتبط بأجهزة التحكم.
التفاهم بين البشر والكمبيوتر لم يكن سهل دائما، تبادل المعلومات في الماضي كان يعني الضغط على الأزرار، وتغيير بطاقات البرامج.
احدث كمبيوتر بشري نعرفه اليوم هو الحقيقة الافتراضية، في هذا النظام، الخوذة الإلكترونية تأخذ أوامرها من الماوس، ولوحة الأزرار.
عادة ما تتم الاتصالات بين الكمبيوتر ومن يستعمله عبر الأحرف الأبجدية والأرقام. يتم التعامل مع هذه الرموز المنعكسة على الشاشة عبر لوحة الأزرار والماوس.
الحقيقة الافتراضية هي تكنولوجيا تعزز الاتصالات بين الجهاز ومن يستعمله. فهي تغمس المستعمل في رموز لمعلومات ثلاثية الأبعاد، وتضعه في أجواء بديلة للغة الكلام. الحقيقة الافتراضية تمكن عامل الكمبيوتر من الرؤية والسمع والتجوال ولمس الأشياء والتعامل معها في تلك الأجواء.
تسمح الحقيقة الافتراضية باستطلاع الأجواء وكأنك فيها فعلا فقي الواقع الحالي. باستثناء أن هذا الواقع هو افتراضي لأنه موجود فقط في ذاكرة الكمبيوتر.
لا بد أن تحتاج إلى أجهزة خاصة للدخول إلى أجواء الواقع الافتراضي. فعليك أن ترتدي خوذة تضع على كل عين فيها شاشة معززة بسائل زجاجي.
تبرز كل من الشاشتين المشهد نفسه، من زاوية مختلفه. نظام الرؤية هذا يمنح المشاهد عمقا لكل ما يراه.
ولكن المسألة الاشد دهشة في الواقع الافتراضي هي أنه يمنحك الاحساس بأنك منغمس فعلا في الحقيقة الافتراضية.
يتم تركيب اللاقط على الخوذه. وهي تتألف من ثلاثة لفات من الأسلاك يقع كل منها على الزاوية اليمنى من الأخرى، وهي تولد شحنة كهربائية تتناسب مع قوة الحقل.
يتم إنتاج الشحنة الاكبر منها حين تتوافق توجهات اللفات الثلاثه، مع تلك الصادرة عن الحقل المغناطيسي للإرسال. قوة الشحن الكهربائية الصادرة عن كل لفه، تحدد موقع وتوجه رأس المستعمل.
يتم وضع هذه المعلومات في الكمبيوتر، لتحديد ما سيشاهده المرء.
اذا ما ادرت رأسك نحو اليسار، سترى ما سيكون عادة نحو اليسار، وهذا ما سيحدث كلما التفت برأسك نحو اي اتجاه كان. لتحقيق ذلك لا بد للكمبيوتر أن يعرف بأي اتجاه ينظر المشاهد على الدوام.
الجهاز المركب على الخوذة يقدم المعلومات للكمبيوتر حول حركة الرأس. يتألف هذا الجهاز من لاقط ومرسل. يوضع المرسل إلى جانب المشاهد. وهو يولد حقلا كهربائيا ممغنطا في اتجاهات ثلاث، كل منها ينحدر عموديا تجاه الآخرين.
يستخدم هذا النظام لتحديد موقع اليدين في الفضاء. يربط اللاقط عند أعلى اليد للتعامل مع الأشياء المفترضة. ولا بد أن تحتاج في ذلك إلى جهاز آخر هو قفاز المعلومات. هذه القفازات تحدد للكمبيوتر موقع أصابع الشخص ومكانتها تحديدا في الفضاء.
تصنع القفازات من الليكرا وهي تلتف تماما حول اليد. يلتف طاقم من الأسلاك لألياف الرؤية حول خلفية كل إصبع. عند وصله بمصدر للضوء، يمر كل من الأسلاك حول خلفية اليد وعند مفصل كل من الأصابع، ثم تعود ثانية نحو مصدر الضوء. ليتحول مصدر الضوء حينها إلى إشارة كهربائية، يتم إرسالها إلى الكمبيوتر.
حين تطوي ألياف أسلاك نظرية مع انحناءة الإصبع، يميل الضوء الذي في الأسلاك إلى التسرب عبر شقوق صغيرة في رقائق الأسلاك.
كلما ازداد انحناء الأسلاك كلما تسرب مزيد من الضوء، ولهذا تقل نسبة الضوء التي تصل إلى مراقب الصورة.
يخفض ذلك من إشارة الكهرباء التي ترسل إلى الكمبيوتر. يمكن للكمبيوتر أن يترجم إشارة الضوء لتحديد موقع الأصابع تماما.
قفازات المعلومات تساعدك على التعامل مع الأشياء المفترضه، كما تساعدك على الاحساس بما تلمسه وتمسك به من هذه الأشياء.
هناك جهاز مثبت في الأصابع يثير محفزات اللمس. وهو مؤلف من لفات صغيرة شبيهة بتلك المستعملة في السماعات، والتي تذبذب بسرعة ووتيرة متعددة.
هذه الذبذبة تساعد المستعمل على التمييز بين الأشياء القاسية واللينه مثلا. لا شك أن الكمبيوتر يسيطر على هذا الجهاز الخاص بذبذبات محفز اللمس. حالما تتلقى المعلومات من قفازات المعلومات لتبلغ بأن اليد تلتف حول هدف ما يرسل الكمبيوتر أمرا بأن الأصابع تقوم بلمس هدف ما.
لجعل التشبيه اكثر اقترابا من الواقع.يتم تشغيل الصوت المشترك بالأجواء المحيطة التي يتم استطلاعها. عبر سماعات ثابته. يمكن لهذه الأصوات أن تنشأ من الواقع الافتراضي.
الحقيقة الافتراضية هي تجربة رأسية متعددة الاحاسيس. وهي مدهشة بقدر تشابهها مع الواقع. لدرجة انك قد تنسى كل ما عليك ارتدائه، للاحساس بهذه التجربه.
يمكن استخدام الواقع الافتراضي، للحضور المتلفز، والابحاث العلميه، والتربيه، كما ودون شك، للهو. الفنان هو أول المهتمين بهذه التقنيه، فالموسيقيون يقومون مثلا، بأنشاء أجواء صوتية افتراضيه، والات موسيقية مستقبليه.
ما يمكن أن يتمناه عاشق الموسيقى اكثر من الاستمتاع بروعة معزوفته المفضلة تعزف بأجواء كاترائية رغم أنها ليست الا تسجيلا لألحان فرقته المفضله؟ هذه التمنيات اصبحت اليوم حقيقة واقعه.
فقد طور العلماء نظاما يمكنه تقليد الأجواء الصوتية لعدد من الاماكن. يعني ذلك اننا نستطيع الاستلقاء على كنبتنا المفضله، والاستماع إلى مقطوعتنا المفضلة وكأنها تعزف في أجواء كاتدرائيه.
مبدئيا كل ما يفعله النظام هو أضافة الأصداء إلى أصوات تم تسجيلها مسبقا. هذه الذبذبات هي ما قد تسمعه عادة لو عزفت المقطوعة في هذه الغرفه.
لابتداع هذا النوع من المؤثرات، عليك أولا أن تصف الغرفة للكمبيوتر، يشتمل الوصف على حجم الغرفة كما وانحناءاتها الهندسية وقدرة اسطحها على امتصاص الصوت.
قدرة الاسطح على امتصاص الصوت تعتمد بشكل رئيسي على المواد المصنوعة منه. بعض المواد كما هو حال الأخشاب تمتص الأصوات بينما يرد غيرها كالحجارة هذه الأصوات.
يجب أن يبلغ الكمبيوتر ايضا عن مكان جلوس المستمعين والموسيقيين في الغرفة المزعومه. بعد ابلاغه بكل هذه المعلومات، يحدد الكمبيوتر مزايا الأصداء التي قد تصدر في غرفة كهذه.
تبدأ الذبذبات بالاصداء القصيرة والطويله والمباشره التي يتبعها انتشار ذبذبات طويلة الامد.
في غرفة صغيره، ترد الاصداء باكرا فتساعد على تحديد مصدر الصوت. اما في الغرف الكبيرة بالمقابل فهي تحتاج لمزيد من الوقت كي تصل إلى الاذان الصاغيه. كما هو الحال بالنسبة لانتشار الذبذبات، التي تبدو وكأنها قادمة من جميع الجهات. لهذا فهي تحتاج لفترة اطول في الغرف الكبيرة منها في الغرف الصغيره، كما هو الحال ايضا بالنسبة لغرفة تعكس جدرانها اصداء الصوت مقارنة مع أخرى تمتصه.
كما سبق أن ذكرنا يجب أن يمنح الكمبيوتر كل المعلومات المحددة عن الغرفة المعنية بالأمر. بما في ذلك موقع السماعات من المستمعين. هذه المعلومة هامة لان الكمبيوتر سيحدد لكل سماعة أن تصدر حجما محددا من الاصداء والذبذبات المنتشره.
فعلى سبيل المثال ستتولى واحده من الستة سماعات التي من حولك اصدار الصدى . بهذا النوع من الانظمة سيتولى الكمبيوتر ارضاء جميع الاذواق ايا كانت.
يمكن للكمبيوتر أن يساعد الموسيقيين على توسيع مدى وقيمة ادائهم، خاصة حين يتعدى الأمر حقل الموسيقى الخفيفة التقليديه. انطلاقا من هذه الامكانات طور الباحثون ما يعرف الان بالالات النشطه.
وهذه حالة الكمان، المتصل بالكمبيوتر.
توافق الكمان والكمبيوتريوسع مدى تأثير الصوت الذي يمكن للعازف أن يتحكم به. في الالة النشطه، يعتمد التفاعل بين العازف والكمبيوتر على مبدأ الحقيقة الافتراضية. يطلب العازف من الكمبيوتر أن يصدر الأصوات المطلوبة بمجرد اجراء التعديلات على ادائه. للتوصل إلى ذلك، على الكمبيوتر أن يكون على علم دائم بايحاءات العازف وميوله ونواياه.
الجهاز الأول يوضع عند عنق الكمان، وهو يهدف إلى تحديد توجهات الكمان. بالاعتماد على قوة الجاذبية الارضية التي تسجلها. القطعة الأخرى تحدد مكان قوس الكمان. تتألف هذه القطعة من جزئين موزعين على جانبي قوس الكمان. اضف إلى ذلك جهاز كشف يرتبط بعلبة صوت الكمان، ليقيس الحقول المغناطيسيه، القادمة من قطع المغناطيس الصغيره هذه. السوار الذي يحيط بذراع العازف، يقيس اشتداد وارتخاء معصمه.
على خلاف الكمان التقليدي، لا يبث الكمان النشط طاقة صوتيه. يتم قياس الذبذبات عبر نوع من الشحنات الكهربائية، التي تصدر إشارة كهربائية شبيهة بصوت الكمان.
هذه الإشارات مجتمعة مع المقاييس القادمة من قوس الكمان والعازف، تنقل جميعا إلى الكمبيوتر، حيث يتم تنقيتها،ومعالجتها. يوحي أدائنا للكمبيوتر بكل المتغيرات التي يجب أن يضفيها على إيقاعنا الطبيعي. قد تتضمن هذه التغيرات إضافة بعض الذبذبات أو مكملات للنغم، التي تتشكل من أصوات مركبه. ينجم عن ذلك أصوات تتولى السماعات إصدارها.
كما هو الحال بالنسبة للأجواء الصوتية المفتعلة، تعتبر الآلات النشطة آلات افتراضية تصدر فقط بمساعدة، ذكاء الكمبيوتر.
تقدم الحقيقة الافتراضية لفناني القرن الحادي والعشرين إمكانات ليست الا محض خيال. كما تساعد على تحسين تقنيات قائمه، كما هو حال التليروبوت ، والتعليم الزائف.
هناك لحظات لا بد فيها من القيام بعمل ما، ولكن في ظروف عسيرة على الجنس البشري. يصبح التليروبوت هو الحل المناسب. لظروف مثل هذه. التيلي روبوت يوفق بين قوة وليونة الروبوت وذكاء وأطراف الإنسان.
مبدأ عمل نظام التيلي روبوت بسيط جدا. فمن جهة يمكن أن يكون لديك روبوت في أجواء بالغة الخطورة. وهو معزز بكاميرتي فيديو كعيون له، وميكروفونات بدل الآذان.
يتم إرسال الصوت والصورة التي يلتقطها الروبوت إلى عامل مختبر يعتمر منظارا وسماعات على رأسه. عامل المختبر، يرى ويسمع كل شيء يراه ويسمعه الروبوت ويكون الأفكار نفسها ، عن الأماكن التي يزورها الروبوت.
يقدم التلي روبت ما هو اكثر إذ أعد ذراعي الروبوت ويديه لتحلا محل أيدي الإنسان عبر المسافات، أو للقيام بمهام عسيرة كما هو حال إصلاح أسلاك كهربائية عالية التوتر مثلا.
للقيام بذلك، على عامل المختبر أن يزج بيديه وأصابعه في جهاز يتولى قياس المواقع والقوة المستخدمة عبر هذه الأجزاء من الجسم. تسمى هذه الأداة بذراع الماستر. وهي تتألف من الأجهزة، التي ترسل إلى الكمبيوتر موقع الكتف، والمعصم والإبهام والإصبع الوسطي كما والقوة المستخدمة.
يتولى الكمبيوتر تحويل المعلومات إلى أوامر في التحكم يتم إرسالها إلى الروبوت. ليتولى الروبوت تنفيذ تلك الأوامر بدقة متناهية. أضف إلى ذلك أنه اذا ما كان الهدف الذي يتعامل الروبوت معه ثقيل جدا، يتولى الكمبيوتر مضاعفة القوة المستخدمة من قبل عامل المختبر.
بالإضافة إلى أن المقاومة التي يشعر بها الروبوت تنقل إلى عامل المختبر من خلال محرك ضاغط موضوع على ذراع الماستر.
للقيام بمهمات تتطلب دقة في حركة الأصابع، يرتدي عامل المختبر جهازا في يده يقيس حركة أصابعه بدقة متناهية.
يتألف هذا الجهاز من مفاصل معدنية متواصلة تركب في يد عامل المختبر. يتشكل كل من هذه المفاصل من مغناطيس يولد حقلا مغناطيسيا، وجهاز إحساس معلق عند مفصل كل إصبع. كل من هذه الأجهزة الأخيرة يبدل إشارته بما يتناسب مع الحقل المغناطيسي الذي تتعرض له.
وعندما ينحني الإصبع أو يستقيم تماما،يقترب المغناطيس أو يبتعد عن جهاز التحسس، فتكون النتيجة أن يحصل تغير في الشحنة التي تصب في جهاز التحسس.
كل الإشارات التي تأتي من مفاصل الأصابع تنقل إلى الكمبيوتر، فيتولى الكمبيوتر تحويلها ويحدد نسبة انحناء مفصل كل من الأصابع.
تمكنت مجموعة من الباحثين مؤخرا من تطوير نظام آخر يعيد إنتاج القوة التي تستخدم في معالجة الأشياء عبر عامل المختبر. يعتبر أسلوب عملها بسيط جدا. الأسلاك العاملة عبر محركات صغيرة تسحب إحدى الأحزمة التي حول أصابع عامل المختبر. استخدام هذه القوة يمنح العامل إحساسا بأنه ممسك فعلا بالشيء المعني. علما أنه حقيقة افتراضية.
يمكن لهذا الجهاز أن يكون مرتبطا بهيكلية، تسمح لعامل المختبر بأن يتحكم بذراع الروبوت.
يتولى هذا الجهاز قياس ذراع العامل ووجهات حركته. أنه يكمن أساسا بمجموعة من أجهزة قياس مرتبطة بالكتف والمرفق.
تتولى هذه الأجهزة قياس زوايا الكتف والمرفق في جميع الاتجاهات، التي تسمح بها عضوية الذراع.
تنقل هذا القياسات إلى الكمبيوتر، الذي يستوعبها، وعندما يتم التعرف على الحركات، يحول الكمبيوتر هذه المعلومات إلى أوامر لحركة الذراع يتم إرسالها إلى ذراع الروبوت. تيلي روبوت هو إحدى المجالات المتعددة التي يمكن من خلالها تطبيق الحقيقة الافتراضية.
أثبتت الحقيقة الافتراضية أيضا جدواها في البناء مثلا. فهي تمكن البناء من التجوال عبر صروح المبنى الذي صممه قبل أن يتم تشييده.
تمنحه الحقيقة الافتراضية فكرة اكثر دقه عن الوضع النهائي للهيكلية بشكل افضل من اي رسام هندسي.
كما تمكنه من إصلاح اي خطأ في الحسابات، كارتفاع النافذة مثلا أو عرض الباب، أو تفاصيل لم تلحظها العين المجردة على الورق، ولا بد أن يكون من الصعب إصلاحها بعد إنجاز المبنى.
للحقيقة الافتراضية أهمية بارزه كوسيلة تدريبيه، خصوصا في المهمات الصعبة، كقيادة الطائرات مثلا، فهي تمنح المتمرنين فرصة لتحسين قدراتهم.
بفضل الصوت والصورة كما وحاسة اللمس الناجمة عن نظام الأجهزة المتعددة. يمكن للطيار أن يشعر وكأنه على متن طائرته فعلا. الواقعية المدهشة لهذه الجلسات، تساعده على تحسين مهاراته التقنية.
وهكذا يمكن للجراح أن ينجز عملية جراحية على مريض افتراضي.
الحقيقة الافتراضية تساعد الجراح على فحص الأعضاء التي ستخضع للجراحة من جميع الزوايا. والاهم من ذلك أن المريض بهذه الحالة هو برنامج كمبيوتر، مما لن يعرض حياة الناس للخطر.
الحقيقة الافتراضية تقنية تنمو بسرعة، وقد منحت أهمية كبرى، تجعل منها قابلة لان تصبح جزءا من حياتنا اليومية.
يوما ما، سيقوم جراح من بوستن بجراحة مريض في غرفة عمليات، في مونتريال. على أمل حينها، أن يصبح انقطاع الاتصالات، من عيوب الأزمان الغابرة.
--------------------انتهت.
