¿Que ha pasado con... la Realidad Virtual?
Veinte años después de la primera ola publicitaria, la RV vuelve a los laboratorios de NASA.
Junio 21, 2004: En las dos películas que continúan con la saga de "The Matrix", las puertas de metal de la ciudad de Sion son operadas por controladores aéreos que trabajan dentro de una torre de control virtual: un espacio blanco de color celestial generado por computador, en donde los controladores usan paneles de control virtual para guiar a los aerodeslizadores de ciencia-ficción.
Este escenario de fantasía puede parecer familiar a cualquiera que participó en el boom de la RV durante la década de los 80. Pantallas montadas sobre cascos, guantes increíbles, visión 3D y sonidos: estas tecnologías estaban destinadas a popularizar los entornos RV, revolucionando todo desde los videojuegos hasta el análisis del mercado bursátil y la psicoterapia.
Nada de esto ocurrió.
Derecha: En NASA/Ames, el Dr. Stephen Ellis modela un casco de RV. [Más información]
"La tecnología de los años 80 aún no estaba lo suficientemente madura", explica Stephen Ellis, que dirige el Laboratorio de Percepción Espacial y Pantallas Avanzadas en el Centro de Investigación Ames de la NASA. Los cascos RV y sus sistemas ópticos eran demasiado pesados. Los computadores eran demasiado lentos. Los sistemas de reacción al toque a menudo no funcionaban. La única cosa que siempre era real con respeto de la RV eran los dolores de cabeza y los mareos -- efectos secundarios muy comunes de los cascos de los años 80.
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Veinte años después, las cosas han mejorado. Los computadores son miles de veces más rápidos; los periféricos de RV son más livianos y permiten una sensación más real de reacción e inmersión. Y algo importante es que los investigadores están empezando a entender los factores cruciales humanos; están eliminando nauseas y fatiga en la experiencia de la RV.
Una vez más, la realidad virtual parece muy prometedora, y la NASA está interesada.
Imagínese que un astronauta en Marte envía un vehículo para investigar un cráter que parece peligroso. Al resbalarse dentro de las paredes del cráter, el vehículo envía una señal de regreso a la Base Marciana donde el astronauta, que lleva puestas las gafas de RV y los guantes, siente como si él mismo estuviese en la pendiente. ¿Es el hallazgo lo suficientemente importante como para arriesgarse a investigar en persona? La RV ayuda en la decisión.
En otro escenario, los astronautas podrían usar RV para hacer reparaciones fuera de la nave espacial al controlar un robot de apariencia humana, como el Robonauta que se está construyendo en el Centro Espacial Johnson (JSC).
Izquierda: El concepto artístico del Robonauta de la NASA. Imagen: John Frassanito & Asociados, Inc.
Ellis, quien tiene títulos avanzados en psicología y ciencias del comportamiento, evalúa la RV para aplicaciones en el espacio. En estos momentos se están investigando interfaces de usuario para robots como la Cámara Robótica Extravehicular Autónoma, AERCam, abreviatura en inglés de Autonomous Extravehicular Robotic Camera. Estos son robots esféricos de vuelo libre que están siendo desarrollados por el JSC para inspeccionar naves espaciales en un caso de avería. AERCam está diseñado para flotar fuera de, por ejemplo, la EEI o el Transbordador Espacial, usando propulsores pequeños de xenón y cámaras sólidas para visualizar las superficies exteriores del vehículo y así encontrar daños en lugares (como la parte inferior del Transbordador) a donde un humano o el brazo mecánico de la nave espacial no podrían llegar con seguridad.
El plan actual es usar un computador portátil y una pantalla plana normal para operar el AERCam. Pero Ellis está llevando a cabo una investigación, con fondos de la Oficina de Investigación Física y Biológica de la NASA, para determinar si un entorno virtual pudiera ser una opción más apropiada. Con un sistema de RV, el astronauta podría maniobrar el AERCam -- del tamaño de un melón -- con controles manuales, mientras los movimientos intuitivos de la cabeza rotarían el AERCam para permitir al astronauta "mirar a su alrededor".
La investigación de Ellis es necesaria porque "la RV no es siempre la mejor elección", dice. "Por ejemplo, en la Base Aérea Wright Patterson, los investigadores han probado interfaces de RV para pilotos. En cada oportunidad, las pruebas demostraron que los pilotos rendían mejor con pantallas tradicionales montadas en paneles".
¿Por qué? Nadie está seguro, pero hay una posibilidad: El campo de visión de un casco RV era más estrecho que la visión periférica natural del piloto. Ellis cree que estos cascos alejaban a los pilotos de la cabina normal -- el entorno en el cual aprendieron a volar.
"Hay algunos puntos de carácter ergonómico, sorprendentemente simples, que pueden interferir con los interfaces de RV", añade Ellis. Por ejemplo, "a principios de los años 90 Mattel vendió el PowerGlove (un sencillo guante de RV) como una manera novedosa de controlar videojuegos. Era muy popular. Pero los jóvenes descubrieron rápidamente que cansaba mucho el mantener la mano enfrente todo el tiempo para jugar hasta el final". Tenías que ser un atleta para usarlo. (El guante ya no se comercializa).
Derecha: El PowerGlove de Mattel era popular, pero cansaba.
Desde los años 80 ha existido una creencia entre los investigadores de que los factores humanos son cruciales para la RV. Edad, género, salud y estado físico, visión periférica, postura, la sensibilidad del sistema vestibular: todas estas cosas tienen que ver. Incluso la autoestima influye. Un estudio demuestra que a las personas que llevan cascos de RV les gusta echar una mirada y ver su propio cuerpo virtual. Ayuda a "anclarlos" en la simulación. Y el cuerpo tiene que verse correcto: brazos, piernas, torso; masculino para hombres; femenino para mujeres.
Para cada entorno virtual, hay un interfaz humano-computador, y si el interfaz no encaja con la persona... fin del juego.
Para encarar estos factores humanos, el grupo de Ellis lleva a cabo una investigación fundamental de los sentidos y percepciones humanas. Un asunto central es cómo la gente se enfrenta con los retrasos en el sistema de RV. Cuando giras la cabeza, ¿La vista virtual sigue de inmediato?, o ¿hay un retraso de un segundo? Si sus ojos y su oído interno (en donde los órganos vestibulares perciben la orientación) envían informes conflictivos al cerebro, podría necesitar una bolsa para el mareo.
Abajo: Los órganos en el oído interno (el sistema vestibular) afectan al equilibrio humano. La adaptación vestibular es un factor humano clave en el diseño de interfaces de RV. [Más información]
"La cuestión es, ¿cuánto retraso se puede tolerar?", dice Ellis. Para que el movimiento dentro del entorno virtual se sienta natural, mucha gente necesita un retraso de menos de 15 milisegundos (milésimas de segundo), de acuerdo con su grupo de investigación.
Bernard Adelstein, Durand Begault, y Elizabeth Wenzel, colegas de Ellis que trabajan en el Laboratorio de Pantallas Avanzadas en Ames han descubierto que, puesto que los sonidos en un entorno virtual pueden ser generados más rápidamente que la reacción al toque de un guante de RV, los sonidos pueden ayudar a compensar por el retraso en el toque. Por ejemplo, cuando se agarra un objeto virtual, el sonido "click" inmediato de contacto realza la percepción de realismo del usuario.
Al final, los años de investigación están dando sus frutos, dice Ellis. "El sistema de inmersión total y montado sobre la cabeza está llegando a un grado de alta fidelidad, suficiente para el uso práctico. Probablemente tengamos el experimento del AERCam funcionando en agosto".
La simulación de maniobras en "The Matrix" llevará más tiempo
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