Eesti leiutaja oli ajast ees: virtuaalmaailma saab alles nüüd oma kätega puudutada
9. november 2022, 10:17
/nginx/o/2022/11/08/14948489t1hf9dc.jpg)
Tehisreaalsuses saab virtuaalprillidega igas suunas ringi vaadata, kuid kõike seda võiks ju ka oma käega katsuda, et elamus veelgi ehedam oleks. Sellised puutetundlikud ehk haptilised kindad ongi praegu arendamisel ning Eestis on olemas leiutaja, kes abivahendi juba enam kui kümme aastat tagasi välja pakkus, kui virtuaalmaailm veel täiesti lapsekingades oli.
Mis oleks, kui tõmbad virtuaalprillid pähe (ja virtuaalkindad kätte) ning asud tehismaailmas ringi liikuma, kui korraga satub käe ette mingi kõvem objekt, mis edasi liikuda ei lase? Sõrmega katsudes oleks see võib-olla veidi krobelinegi.
See oleks juba uus tase päris- ja tehismaailma sulandamisel. Vaja on spetsiaalseid puutekindaid, mis annavad sõrmedele tunda, millise pinna vastu parasjagu käe paned ning kui tehiskeskkonnas on tõesti sein ees, siis avaldatakse käele vastupanu, mis ei lase edasi minna.
Taolist tehnoloogiat arendab tuntud tehnoloogiafirma HaptX, kuid Redmondis asuva ettevõtte leiutis polegi kaugeltki uus ja enneolematu. Aastal 2009 Eestiski välja mõeldud kombatav ekraan ei jõudnud siis küll prototüübini, kuid Eesti leiutaja vormistas vastava patendi ning kaitses doktoritöö Tallinna Tehnikaülikoolis.
Redmondi «kinnas» aga valmistub Mark Zuckerbergi metaversumi suguseid tehismaailmu täiendama, millest 2009. aastal veel aimugi polnud. Sel ajal tegeles Eesti leiutaja Erkki Joasoon kinda liigutuste registreerimise lahendusega veebikaamera abil, millega nüüd saab hakkama juba iga teine nutitelefon ja iga kolmas nutiteler, mis viibetele reageerib. Edasiarenduseks oleks olnud vajalik kinnas, millel iga sõrme otsas nagu maatriksprinter 6 x 10 nõelaga, mis nahka torgivad. Joasoon mõõtis välja, et selliste nõelakeste vahe peaks olema kaks millimeetrit, et aju ei registreeriks eraldi torkeid, vaid ühtlast pinda.
HaptX Gloves G1 – selline näeb asi välja tänapäeval
/nginx/o/2022/11/08/14948432t1h324b.jpg)
USA firma HaptX ongi äsja loodud virtuaalkindad Gloves G1, mis kasutavad samuti peenemaid manipulaatoreid, mis kindas sõrmeotsi mõjutavad. Abivahend kaalub umbes 450 grammi ja leidub neli suurust, mis sobivad enamikule täiskasvanutele. Maatriksprinteri nõelte asemel torgivad nahka õhujoad 1,5-millimeetriste vahedega. Suruõhku toodab WiFi-ühendusega seljakott, mille akust jätkub kolmeks tunniks kompamiseks. Tootjal on arendajatele olemas arenduskomplekt (SDK), mis sisaldab lisaks C++ API-le ka Unreal Engine'i ja Unity pistikprogramme mängudega ühendamiseks.
Tegemist pole just maailma kõige kallimate kinnastega (Guinnessi rekorditeraamatu järgi maksavad kalleimad müüdud kindad 420 tuhat eurot), kuid 5495 eurot puutetundlike lisaseadmete eest on ka päris krõbe hind ikkagi. Neid võiks endale lubada näiteks maailma rikkaim inimene ja Amazoni asutaja Jeff Bezos. Ta ongi juba puutekindaid proovinud, nagu näha:
Seda, kuidas tehismaailmas õuna puu otsast noppida, justnagu füüsilisi nuppe sõrmega vajutada või täiesti uutmoodi roboteid eemalt juhtida, saab vaadata siit:
Eesti leiutaja kommentaar: täna oleks prototüübi tegemine juba palju lihtsam
Erkki Joasoon meenutab oma leiutise tegemist 13 aastat tagasi ajal, kui füüsilisel kujul oli uusi asju Eestis üsna raske valmis teha: «Polnud veel prototrone ega inkubaatoreid,» meenutab ta. Investorid, kes leiutise vastu huvi tundsid, tahtsid aga, et leiutaja teeks ise ära kõik tasuvusuuringud, äriplaanid ja isegi tootmise ettevalmistamise. Sellist «mees nagu orkester» leiutajat on muidugi väga raske leida.
Doktoritöö ajal tehnikaülikoolis leidis Joasoon siiski ühe tõsisema huvilise – ettevõte Cognuse tegi kognitiivse treeningu programme ning neile pakkus huvi, kas saaks kuidagi kombatavat kasutajaliidest ajukahjustuste tagajärjel liikuvuse kaotanud inimeste treeninguks kasutada.
Haptiline kasutajaliides oligi Joasoone doktoritöö teemaks, mille käigus avastas ta isegi paar plagiaadijuhtumit, mis sundisid kiiresti patendi registreerima.
/nginx/o/2022/11/08/14948485t1h80be.jpg)
«Kuna ma ise ka tahtsin olla kindel, et sellised puutetundlikud ehk haptilised kindad on täiesti unikaalsed ja keegi teine pole neid varem teinud, siis kirjeldasin seadme ja meetodi täpselt ära ning andsin patendi sisse,» meenutab leiutaja. «Saingi teada, et tegemist on täiesti uudse lahendusega, see läbis meie patendibüroo kontrolli ja väljastati patent.»
Kuna maatriksprinteri sarnased nõelad oleksid olnud liiga suured ja kohmakad, kirjeldas teadur oma kinnaste puuteelementidena väikseid piesoelektrilisi elemente, millena koos Cognusega testiti telefonide vibroandureid, mis tundusid selleks sobivat. Ericsson andis isegi mõned katsetamiseks. 3D prinditud raam, kuhu need tuli paigutada, jäi aga lõpuks ikkagi liiga suureks, et kahemillimeetriste vahedega maatriks sinna ära mahuks. Kombatava efekti jaoks oleks pidanud see olema väga kompaktne ja kerge.
/nginx/o/2022/11/08/14948533t1h11fe.jpg)
«Nüüd võiks tõesti olla selliste lahenduste jaoks juba palju parem aeg,» usub Joasoon HaptX-i kinnaste uudisega tutvudes. «Virtuaalmaailmad ja metaversumid on praegu kiirelt arenevad ning nende jaoks on vaja tehnoloogiaid, mis teeksid virtuaalmaailma inimesele tunnetatavaks.»
Joasoon usub, et kui me lahendame ära kombatava aistingu, siis järgmine samm selles valdkonnas oleks takistuse ehk kineetilise tunnetuse tekitamine, kui midagi katsud. Kui tuleb sein vastu, siis peab tulema käele ette füüsiline takistus, et ei saa enam edasi minna.
Papist prillid oli suur samm edasi
Virtuaalreaalsuse tõid aastaid tagasi tavaliste inimesteni mitte kallid virtuaalprillide komplektid, vaid hoopis Google´i välja käidud papist prillid ja hiljem nende mõnekümne-eurosed plastist analoogid, usub Joasoon. See oli kõigile kättesaadav: võisid vastavasse sahtlisse panna nutitelefoni ja vaadata virtuaalmaailma nagu virtuaalprillidega.
«Kui prillid maksavad tuhandeid, siis pole lootagi, et see tehnoloogia laiade massideni jõuab,» arvab ta kallite, kuid kindlasti ehedama elamusega spetsiaalsete virtuaalprillide kohta. «Lahendus peab olema kättesaadav ja selline telefoniga lahendus oli väga odav. Ma ise ostsin ka Hiinast omale sellise komplekti kümne euro eest.»
Reaalsuses aga Joasoon oma leiutisele patenti võttes ei näinud, et puutetundlikud kindad oleksid siis juba lähiaastatel realiseerunud.
Neli põlvkonda tehismaailma
Kompamiskinnaste leiutaja arvab, et virtuaalreaalsuse valdkonnas on suur revolutsioon alles toimumas ja ennustab seadmetele nelja erinevat põlvkonda.
Esimene põlvkond on tema sõnul lihtne ja juba ammu läbi proovitud: tavalises kirja pandud raamatus räägib keegi oma loo, aju töötleb selle ringi ja inimene kujutab sündmusi ise ette.
/nginx/o/2022/11/09/14949276t1h26c7.jpg)
Teises põlvkonnas antakse lugu edasi ruumilise pildi, heli, kompamise ja lõhnade abiga. Selleks on vaja lisaseadmeid.
Kolmas põlvkond on see, kui kompimisaistingud saadetakse otse, ilma füüsilise liidese ehk kinnasteta inimese närvisüsteemi.
Kuid on veel neljaski põlvkond, kaugemas tulevikus. Siis jõuab kujutluspilt mingi tulevikutehnoloogia abil otse ajju.
Erinevad pinnad puutepindade looja kataloogis
Kui virtuaalreaalsuse jaoks on oma 3D-mudelid ning Facebooki looja Zuckerberg pakub oma Metaversumis multifilmilikke natuke algelisi 3D-avatare, siis Joasoon usub, et puutetundlike kinnastega tekiksid kohe ka kataloogid erinevatest pindadest, mida kasutada: sile, pehme, peegelpind, sametine pind, märg jne. «Huvitav oleks uurida, kuidas inimene neid erinevusi tajub, kuidas näiteks tunnetatakse märga pinda,» lisab ta.
«Kui leiutad, pead olema kursis tehnoloogia viimase sõnaga, et saaksid sealt teha veel ühe sammu edasi,» soovitab Joasoon. «Peab veel ühe sammu pingutama, et olla nendest parem, siis alles tuleb leiutis. Patendivolinik soovitas ka mul mõned asjad patendist välja jätta, mis on juba tehtud ja sisse jätta ainult see, mis on täiesti uus.»
Kaks aastat tuli patendiga oodata, mis ongi tavaline ooteaeg. Sel ajal kontrollitakse, kas leiutis on ikka täiesti uudne või ei ole. Ja kui patent välja tuli, oli juba maailm edasi arenenud, virtuaalreaalsus oli juba päris asi, kuhu puutekindad sobiksid järgmise sammuna üsna hästi.