Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

VERE Wynik w skrócie

Project ID: 257695
Źródło dofinansowania: FP7-ICT
Kraj: Hiszpania

Prawdziwe życie spotyka science fiction

Wielu czytelników zna zapewne filmy Awatar i Surogaci, w sposób niezwykle widowiskowy kreślące wizję przyszłości, w której zaciera się granica między "rzeczywistością wirtualną" (VR) i światem realnym. Uczestnicy pewnego unijnego projektu przybliżyli nas do urzeczywistnienia tej wizji, opracowując urządzenie, które nazwano Embodiment Station ("konsola ucieleśniająca"), za pomocą którego ludzie mogą "poruszać się" w ciele wirtualnym lub robotycznym.
Prawdziwe życie spotyka science fiction
Realizacja projektu VERE (Virtual Embodiment and Robotic Re-Embodiment) rozpoczęła się w 2010 r., a jego celem było wykorzystanie efektu tzw. "iluzji gumowej ręki", a dokładniej mówiąc wniosków, jakie naukowcy wciągnęli z tego zjawiska 15 lat temu, dotyczących sposobu reprezentacji ciała przez mózg oraz plastyczności tej reprezentacji. W przeprowadzonym eksperymencie psychologowie z Uniwersytetu Pensylwanii umieszczali gumowy model ręki obok prawdziwej ręki uczestników badania i gładzili je w taki sposób, aby wywołać u nich złudzenie, że gumowa ręka jest ich własną kończyną.

W projekcie VERE koncepcję tę rozwinięto, starając się zastosować ją do całego ciała. Zespół dowiódł, że dzięki wykorzystaniu nowych kanałów sensorycznych oraz rzeczywistości wirtualnej i robotyki możliwe jest wygenerowanie iluzji posiadania całego ciała znajdującego się w rzeczywistości wirtualnej lub ciała robota, który porusza się w sposób zsynchronizowany z ruchami człowieka.

"W realistycznej rzeczywistości wirtualnej, wirtualne ciało może zastąpić nasze własne. Patrząc na siebie i w wirtualne lustro, widzimy ciało wirtualne, które ma rzeczywiste rozmiary i porusza się zgodnie z naszymi ruchami. Można to zorganizować w taki sposób, że gdy coś dotknie naszego ciała wirtualnego, poczujemy to w ciele rzeczywistym", objaśnia prof. Mel Slater, badacz z instytutu ICREA działającego na Uniwersytecie w Barcelonie i koordynator projektu VERE.

Taki właśnie poziom realności uzyskał prof. Slater z zespołem w zbudowanej przez siebie konsoli Embodiment Station, dla której bezpośrednią inspiracją stało się podobne urządzenie przedstawione w filmie Surogaci. Konsola odczytuje elektryczne sygnały w mózgu i inne parametry fizjologiczne uczestników, a ponadto przesyła dane wzrokowe, słuchowe i dotykowe z ciała wirtualnego oraz wywołuje na ciele uczestnika odpowiednie bodźce mięśniowe.

Konsola składa się z fotela zbudowanego z różnych modułów, dostarczających określone czuciowe informacje zwrotne i dekodujących intencje ruchów uczestnika na poziomie mózgu na podstawie zapisu EEG. Dowiedziono już, że urządzenie może działać nawet na bardzo duże odległości: uczestnika z Izraela z powodzeniem "wcielono" w robota znajdującego się we Francji, a przebywający we Włoszech pacjenci z uszkodzeniem rdzenia kręgowego połączyli się z robotami znajdującymi się w Japonii.

Postępy na wszystkich frontach

Podobnie jak w filmie Awatar, zespół poświęcił część prac osobom niepełnosprawnym, cierpiącym na uraz rdzenia kręgowego. Ponieważ pacjenci ci pozbawieni są procesu integracji sensorycznej, mającego podstawowe znaczenie dla reprezentacji ciała ze względu na daleko posunięte upośledzenie czuciowo ruchowe poniżej poziomu uszkodzenia, omawiany eksperyment okazał się niezwykle przydatny w badaniu mózgowych mechanizmów "ucieleśnienia". Projekt dowiódł, że choć pacjenci ci mają ograniczoną zdolność do "wcielania" się w zewnętrzny obiekt, to można im to ułatwić, wzmacniając resztkowe informacje sensoryczne.

Jest to tylko jeden z wielu scenariuszy "ucieleśnienia" badanych przez partnerów projektu, którzy spodziewają się, że większość scenariuszy pozwoli na wprowadzenie konkretnych udoskonaleń w tak różnych dziedzinach, jak resocjalizacja przestępców, robotyczne wspomaganie osób niepełnosprawnych czy walka z przemocą domową wobec kobiet. "Istnieje kilka odmian tego rozwiązania, mających na celu zwiększenie empatii, ale aktualnie mają one w większości charakter poufnej propozycji rynkowej", ujawnia prof. Slater.

Do najważniejszych osiągnięć inicjatywy VERE należą ustalenia dotyczące możliwości wywoływania optymalnych wrażeń przy pomocy sygnałów multisensorycznych pozwalających na zdalne sterowanie surogatami wirtualnymi lub robotycznymi, mających bardzo istotny wpływ na projektowanie przyszłych interfejsów mózg-komputer. Zespół wykazał też, że bodźce przedsionkowe mogą poprawiać świadomość ciała i potencjalnie stanowić nową dźwignię dla rozwiązań w dziedzinie rzeczywistości wirtualnej i neuroprotetyki.

Rezultaty projektu otwierają przed naukowcami nowe możliwości w zakresie manipulowania reprezentacją ciała przy pomocy rzeczywistości wirtualnej jako potencjalnej terapii przeciwbólowej. Konsorcjum przygotowało atlas wrażliwych na bodźce nerwowe obszarów mózgu, określiło znaczenie aspektów agentowo-formalnych i ruchomo-kinematycznych w implementacji scen wirtualnych oraz wykazało, że obrazowanie BOLD-fMRI można z powodzeniem wykorzystać do operowania robotem i awatarem w czasie rzeczywistym.

Zespół dowiódł, że osoby po amputacji mogą manipulować awatarem nawet przy pomocy reprezentacji amputowanej ręki. Wykazano też, że wirtualne wcielenie się w ciało osoby z tzw. "grupy obcej" może powodować zmniejszenie uprzedzeń rasowych.

Etyczne aspekty technologii VR

Innym ważnym osiągnięciem jest przygotowanie artykułu pt. "Realna wirtualność: kodeks etyczny". W kontekście przygotowań do wprowadzenia na rynek nowych technologii VR, takich jak Hololens Microsofu czy przygotowany przez Facebooka Oculus, zespół przyjrzał się licznym zagrożeniom mogącym wiązać się z komercyjnym i naukowym wykorzystywaniem rzeczywistości wirtualnej. "Tworzymy zupełnie nową technologię, dlatego musimy zrozumieć, jakie może nieść ze sobą implikacje", mówi dr Slater.

W dokumencie przedstawiono wstępny zbiór zasad etycznych, z których można korzystać, oraz wyszczególniono obszary, które będą wymagały dalszej dyskusji. Jeżeli chodzi o zagrożenia dla jednostki i społeczeństwa, autorzy publikacji szczegółowo omawiają kwestie dotyczące prywatności, ograniczeń dla VR oraz pomijania prawdziwych ciał i środowisk. W artykule szeroko omówiono też skutki długotrwałego przebywania w rzeczywistości wirtualnej. Dwie inne części publikacji dotyczą etycznych aspektów badań naukowych i kwestii dotyczących plastyczności ludzkiego umysłu.

W konkluzjach autorzy piszą: "To, co jest historycznie nowe i co stwarza nie tylko nowe zagrożenia psychologiczne, ale też zupełnie nowe problemy etyczne i prawne, to to, że jedna rzeczywistość wirtualna zagnieżdża się w kolejnej rzeczywistości wirtualnej: świadoma jaźń istot ludzkich, która wyewoluowała w bardzo specyficznych warunkach na przestrzeni milionów lat, teraz staje się przyczynowo sprzężona i informacyjnie spleciona z systemami technicznymi służącymi do przedstawiania możliwych rzeczywistości".

Do czasu pojawienia się tego zupełnie nowego świata konsorcjum planuje dalej rozwijać rezultaty projektu VERE. "Obecnie analizujemy aspekty finansowane dotyczące założenia spółki spin-off", wyjaśnia dr Slater. "Wiąże się to jednak z pewnymi czynnikami komercyjnymi i nie możemy jeszcze mówić o konkretnych produktach".

Słowa kluczowe

Embodiment Station, realistyczna rzeczywistość wirtualna, realna rzeczywistość
Numer rekordu: 182982 / Ostatnia aktualizacja: 2016-07-12
Dziedzina: Informatyka, Telekomunikacja
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę