Hogyan alakítható ki a szenzoros illúzió a virtuális valóságban?

A szenzoros illúziók érdekes és komplex jelenségek, amelyek különböző érzékszervi modalitások közötti kölcsönhatások révén jönnek létre. A szenzoros illúziók akkor jelentkeznek, amikor az egyik érzékszervi módusban kapott visszajelzés olyan hatást kelt, mintha egy másik, nem létező érzékszervi visszajelzés is jelen lenne. E jelenségek egyik érdekes aspektusa a virtuális valóságban (VR), ahol a felhasználók érzékelése az olyan technikai megoldások által manipulálható, mint a vizuális, hallásbeli, tapintási vagy szaglási visszajelzések.

Egy érdekes példa erre a "súly illúziója", amely akkor jön létre, amikor a felhasználó virtuálisan emel meg egy objektumot, például egy ballonra, és annak súlyát a vizuális visszajelzések manipulálják. A felhasználó kezének mozgása és a virtuális objektum közötti kölcsönhatás alapján az agy következtetéseket von le a ballon tartalmáról, még akkor is, ha valójában nincs semmilyen valódi erőhatás. Biocca és munkatársai (2001) korai kutatásukban megfigyelték, hogy a résztvevők gyakran úgy érezték, hogy az általuk manipulált virtuális objektumoknak súlyuk van, miközben valójában nem voltak valós erőhatások. Az ilyen típusú technológia, amely az érzékszervi illúziók elérésére épít, az úgynevezett "pseudo-haptika" területére esik, és képes manipulálni a kontroll és a megjelenítés arányát (C/D arány), hogy a felhasználó másként érzékelje az objektumok fizikai tulajdonságait, mint azok valóságosak.

A C/D arány szerepe a szenzoros illúziókban kulcsfontosságú. Egy kutatás során kimutatták, hogy minél kisebb a C/D arány, annál nagyobb a valószínűsége annak, hogy a felhasználó súlyt érzékel a virtuális objektumban. Kim és munkatársai (2022) kísérleteztek a C/D arányok hatásával, és azt találták, hogy amikor az arány kicsi volt, a résztvevők 80%-a érzékelte a virtuális objektumok súlyát, miközben a valódi erőhatások nem voltak jelen. Ezen kívül a C/D arányok növelésével az illúzió érzékelése csökkent, és a résztvevők már nem tudták megkülönböztetni a különböző súlyú objektumokat.

Ezen kívül érdekes eredmények születtek a "szag illúzió" területén is. Egyes kutatók azt találták, hogy amikor vizuális és szaglási visszajelzéseket kombinálnak, a felhasználók az illúziótól erősebben élik meg. A szaglási információk kiegészíthetik a vizuális érzékelést, és ezáltal az élmény intenzívebbé válhat, ami pozitívan befolyásolhatja a felhasználó érzelmi reakcióit. Az ilyen típusú kombinált érzékelés különböző módon befolyásolhatja a virtuális valóságban szerzett élményeket, és elgondolkodtató lehet, hogyan alakíthatók ki erősebb és valósághűbb szenzoros élmények.

Az érzékszervi illúziók alkalmazása a virtuális valóságban nem csupán technikai kihívásokat jelent, hanem komoly lehetőségeket is kínál a jövőben. A különböző érzékszervi csatornák közötti kölcsönhatásokat a megfelelő algoritmusok és interakciós modellek segítségével kontrollálni lehet, hogy a felhasználó valósághűbb és elmélyültebb élményeket tapasztaljon. Mindez új lehetőségeket kínál a szórakoztató iparban, az oktatásban, a pszichológiai kutatásokban, és akár az orvosi rehabilitációs programokban is, ahol a virtuális valóság eszközként segíthet a betegek érzékszervi élményeinek javításában vagy a fájdalomcsillapításban.

Hogyan fejleszthetők a rehabilitációs rendszerek haptikus interfészekkel?

A haptikus interfészek a rehabilitációs rendszerekben egyre nagyobb szerepet kapnak, mivel ezek képesek fizikai visszajelzésekkel segíteni a felhasználókat, így javítva a rehabilitációs folyamatokat. A fejlesztésük célja, hogy minél valósághűbb, ösztönzőbb és hatékonyabb élményeket nyújtsanak a felhasználóknak. Az ilyen rendszerek közé tartozik például a Svájcban gyártott „ArmeoPower” nevű rehabilitációs eszköz, amely különböző mozgási szintű segítést biztosít a karok számára, a mozgástartomány növelésével és erőnlétük fejlesztésével. Az „ArmeoPower” rendszer lényegében egy robotkar ortézis, amely segít a felhasználó karjának gravitációs támogatásában, miközben erőket alkalmaz a kar mozgásainak segítésére vagy ellenállására.

Egy másik, a rehabilitációs eszközöket érintő érdekes újítás a „SenseGlove Nova”, amely egy haptikus visszajelzéses kesztyű, amelyet a SenseGlove BV gyárt. A Nova a kéz mozgásait érzékelve és visszajelzést adva segíti a rehabilitációt. A kesztyű úgy van kialakítva, hogy az érzékelők és az elektromos motorok segítségével 20 N erőt alkalmazzon minden egyes ujjra, miközben a kesztyű ujjait különböző irányokban húzza vissza, hogy ellenálljon a virtuális tárgyak megragadásának. Az ilyen rendszerek egyértelmű előnye, hogy a felhasználó teljes mértékben visszajelzést kap a kezét érő erőkről, amely növeli a rehabilitációs élmény hatékonyságát.

A Nova kesztyű egy önálló eszközként működik, Bluetooth-on keresztül kommunikál a hozzá csatlakoztatott HMD (head-mounted display) rendszerekkel, például a Quest 2-vel. A kesztyű nem igényel kábeleket, így kényelmesebb és mobilisabb megoldást kínál, mint a korábbi, háti erőforrást használó rendszerek. Azonban a Nova kesztyű is rendelkezik hátrányokkal, például nem biztosít haptikus visszajelzést a kisujj számára, ami egyes esetekben korlátozhatja a rehabilitáció teljes körűségét.

Bár ezek az eszközök rendkívül fejlettek, és sokat segíthetnek a rehabilitációs folyamatban, nem minden esetben alkalmazhatók széles körben, mivel ezek az eszközök jelentős költségekkel járnak. A nagy ár és a komplexitásuk miatt ezek inkább a professzionális orvosi környezetekben elterjedtek. Azonban az új technológiák gyors ütemben fejlődnek, és várhatóan a jövőben egyre több olyan termék jelenik meg, amely a szélesebb közönség számára is elérhetővé válik.

Fontos megérteni, hogy a haptikus technológiák fejlődése nemcsak a rehabilitációt segíti, hanem új utakat is nyit a virtuális valóságban és más szórakoztatóipari alkalmazásokban. A haptikus visszajelzés folyamatosan fejlődik, és ahogy a mesterséges intelligencia és a neurotechnológia is fejlődik, eljöhet az idő, amikor a fizikai érintkezés nélküli érintési élményeket is képesek leszünk szimulálni. A rehabilitációs eszközök fejlesztése tehát egy új korszakot jelez, ahol a technológiai fejlődés és az orvosi igények összefonódva új lehetőségeket adnak a betegek számára.