Учебное пособие: Дистанционные технологии в образовании

Теоретически миниатюризация может происходить вплоть до молекулярного уровня. Может быть, функции ПК растворятся на фоне окружающей действительности? Вместо всезнающих, всевидящих и все слышащих очков не превратится ли он в интеллектуальную комнату, подобную пещере “Плато”, стены которой могут сами собой трансформироваться и превращаться в библиотеку, в которой можно покопаться, в книгу, которую можно почитать, в мультимедийные экраны, в галерку театра, в учебную аудиторию?

Кино и театр являются погружающими ВР-технологиями. Затемнение зала во время спектакля осуществляется, чтобы максимально исключить присутствие реальной действительности. По-видимому, создаваемая компьютером виртуальная реальность идет именно в этом направлении: свести к минимуму и, в конце концов, окончательно подменить раздражители, относящиеся к физической реальности. Это похоже на то, как если бы предыдущие технологии виртуальной реальности постепенно совмещались, становились все ближе и ближе к аппарату непосредственных чувств человека, в конечном итоге возобладали над ним и полностью подчинили себе его восприятия. В современной создаваемой компьютером ВР наиболее распространенной конфигурацией устройства является так называемый блок головного дисплея (ГД), внутри которого имеются два малоразмерных видеодисплея, расположенных прямо напротив глаз пользователя. Они предназначены для создания стереоскопического изображения и обеспечивают сектор обзора более 60 градусов, поэтому все, что человек видит в них, имеет объем и проецируется под характерным для человека углом зрения. Видимые черты реального мира, таким образом, отсекаются и подменяются образами виртуального мира. Естественно, неуправляемый ГД и низкое качество графики напоминают зрителю, что это искусственно созданная ситуация. В то же время оптическая система становится все проще и легче, и если когда-нибудь она приобретет форму очков, то люди смогут забыть, что их голову венчает сложное технологическое устройство. Развитие телевидения с высокой степенью разрешения, по всей вероятности, отразится на качестве графики и сделает изображение более правдоподобным. Существуют разработки в области сетчаточной визуализации, основанной на применении лазеров для непосредственного раздражения сетчатки глаза и сканирования изображений прямо на зрительные рецепторы нервной системы человека. В этом случае картинка будет получаться более выразительной и четкой, нежели образы реального мира, которые должны, прежде всего, пройти через хрусталик глаза и подвергнуться в нем обработке, которая имеет определенные недостатки.

Что особенно удивительно в КВР, так это способность пользователя находиться внутри виртуальной реальности и при этом смотреть по сторонам. В настоящее время эта функция системы обеспечивается при помощи ГД и системы позиционирования, которую обеспечивает информацией о положении головы пользователя специальный процессор реальности, имеющийся в компьютере. Процессор реальности сопоставляет координаты положения вашей головы с виртуальной реальностью и в соответствии с этим формирует картинку, совпадающую с расположением точки визирования ваших глаз, затем передает ее по кабелю на видеоэкраны внутри ГД. Система кибернетического реагирования на положение головы должна действовать с такой скоростью, чтобы система зрительного восприятия человека не успевала замечать отставания и пользователь воспринимал происходящие изменения как реальную действительность. Восприятие виртуальной реальности в качестве подлинного явления зависит от четкости и достоверности картинки, которые, в свою очередь, определяются объемом памяти и быстродействием компьютера.

Шаг за шагом мы вступаем в альтернативный мир КВР. Сначала мы просовываем в него голову, чтобы видеть и слышать, что там происходит. Потом мы надеваем информационную перчатку и начинаем размахивать ею внутри виртуальной реальности, как символической рукой, которая существует сама по себе и может взаимодействовать с виртуальным окружением. Эта рука может манипулировать виртуальными предметами и позволяет пользователю передвигаться внутри КВР при помощи специальных жестов. Потом мы даем руке почувствовать силу ответной реакции, и перчатка становится осязательной. Вскоре в ВР можно будет оперировать при помощи двух пар осязающих и подвижных рук и ног. Но действительно революционным скачком обещает стать информационный костюм. Тот, кто наденет его, получит возможность перенести свое тело в заманчивые миры КВР.

Представьте себе, что информационный костюм — это ваша вторая кожа, которая отключает раздражители внешнего мира и подменяет их раздражителями, созданными компьютером. То, что мы осязаем, соответствует теперь генерированным компьютером звукам и изображениям. У Б. Шермана и П. Юдкинса есть описание разработок, проводимых с целью создания такого костюма. В нем используются наполненные сжатым воздухом полости, вибрирующие под воздействием электрического тока кристаллы и наборы штырьков. Оптическое волокно, опутывающее весь информационный костюм наподобие нервных окончаний человека, соединяется в жгут, который связывает информационный костюм с ГД и компьютером. Развивающаяся миниатюризация в области компьютерной обработки данных в сочетании с технологией параллельной обработки означает, что компьютер, создающий виртуальную реальность, станет частью костюма. Э. Дрекслер в своей книге “Двигатели созидания” так описывает космический костюм, появление которого станет возможным в будущем благодаря развитию нанотехнологии:

“При соприкосновении костюма с кожей кажется, что он сделан из чего-то еще более нежного, чем самая мягкая резина. У него гладкая внутренняя поверхность. Он легко надевается, а места соединений наглухо застегиваются прикосновением пальцев. Костюм плотно облегает ваше тело, наподобие тонкой кожи, которая по направлению к плечам постепенно утолщается и в области груди становится равной толщине руки. За плечами подвешен едва заметный ранец. Голову закрывает почти невидимый шлем. Сзади на шее поверхность костюма облегает вашу кожу так равномерно и нежно, что вскоре вы перестаете это ощущать. Вы встаете и начинаете ходить, чтобы привыкнуть к костюму. Вы приподнимаетесь на цыпочках и почти не чувствуете веса костюма. Вы сгибаете и разгибаете конечности, но не ощущаете скованности, ограничения подвижности, давления. Когда вы сжимаете пальцы, то чувствуете, как они соприкасаются друг с другом. Создается ощущение, что на руке нет перчатки, только кисть слегка пополнела.

Все эти и некоторые другие свойства обеспечиваются за счет сложных процессов, происходящих во внутренних покровах костюма, имеющих почти такую же замысловатую организацию, как живая ткань. Материал перчаток толщиной в один миллиметр состоит из множества микронных слоев, созданных с помощью наномеханизмов и наноэлектроники. Участок размером с мелкую монету вмещает в себя миллиард механических нанокомпьютеров, при этом 99,9 % пространства костюма остается свободным для размещения других элементов.

В частности, это пространство используется для размещения активной структуры. Средний слой материала костюма содержит трехмерную ткань из волокна на алмазной основе, выполняющего в основном роль искусственных мышц, способных как сокращаться, так и растягиваться. Это волокно занимает существенную часть пространства костюма и делает его прочным как сталь. Привод от микроскопических электромоторов и управление посредством нанокомпьютеров придают материалу упругость и заставляют изменять форму в зависимости от необходимости. Ранее вы почувствовали, что костюм очень мягкий, — это потому, что он запрограммирован на мягкое воздействие на вашу кожу. Он снабжен системой, компенсирующей давление, оказываемое массой костюма на ваше тело, и в точности имитирующей все ваши движения, не создавая ощущения запаздывания и какого-либо противодействия. Это одна из причин, по которой вы почти не ощущаете, что на вас надет костюм.

Вам кажется, что вы берете предметы голыми руками, потому что вы ощущаете их фактуру. Это происходит благодаря сенсорам давления, покрывающим костюм снаружи, и активным структурам, выстилающим его изнутри: перчатка фиксирует очертания всего, к чему вы прикасаетесь, и детальный отпечаток прикосновения в виде шаблона давления передается на ваши кожные рецепторы. Этот процесс имеет и обратную направленность: даже самое слабое усилие, возникающее в ваших мускулах, в виде силового шаблона передается на предметы, к которым вы прикасаетесь. Таким образом, создается впечатление, что на вас нет перчаток и вы действуете голыми руками.

Костюм обладает прочностью стали и гибкостью вашего собственного тела. Система управления костюмом предусматривает различные варианты взаимодействия между вами. Например, она может передавать прикладываемые вами или воздействующие на вас усилия с коэффициентом 1:10. В таком костюме вам не страшен поединок с гориллой”.

Идеи, содержащиеся в данной главе, многим педагогам могут показаться крайне странными. Тем не менее, если мы действительно стремимся сократить разрыв между миром науки и техники и учебными аудиториями, то нам нужно принимать во внимание такие радикальные посылки, как применение космического костюма Дрекслера в качестве школьной формы будущего.

Если мы допускаем возможность технологической состоятельности костюма Дрекслера как средства независимого существования человека в космосе, основанного на передаче раздражителей с поверхности костюма, то у нас появляется прекрасное средство для погружения в виртуальную реальность, поскольку описанный костюм почти полностью исключает воздействие раздражителей из внешнего мира и силы гравитации, напоминающих нам о реальной действительности. И хотя костюм Дрекслера предназначен для того, чтобы передавать человеку, находящемуся внутри, информацию о внешнем мире, он легко может послужить в качестве средства передачи информации, поступающей через системы телекоммуникаций из любого места.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29