Resolvendo o problema de ‘caminhada infinita’ de VR com botas lunares

“Trata-se da continuidade da experiência”, disse Brad Factor. “Trata-se de manter essa imersão. Trata-se de facilidade de uso e curva de aprendizado: não precisa ensinar alguém a usar VR, mas apenas poder colocar o fone de ouvido e experimentar o mundo virtual naturalmente. Isso é muito do que estamos focando.”

Factor, fundador e CEO de uma empresa chamada Ekto VR , inventou o que é, em essência, um par de botas de moonwalking robustas e com aparência de cyberpunk para uso em ambientes de realidade virtual. Se Dorothy usava chinelos de rubi para viajar em segurança pela terra mágica e tecnicolor de Oz em O Mágico de Oz , então a invenção de Factor foi projetada para permitir viagens igualmente seguras através de VR.

Você já se perguntou como é possível criar um cenário de RV convincente que permita, digamos, caminhar pelo deserto do Saara sem a experiência dolorosa e de quebrar a imersão de colidir com uma parede em seu apartamento? A Ekto VR acredita que tem a resposta: coloque um par de botas de simulador da empresa sobre seus sapatos normais, coloque um fone de ouvido VR e você poderá experimentar caminhar por ambientes virtuais que são muito, muito maiores do que o espaço físico que você ' está contido dentro.

As botas do Ekto VR funcionam usando uma série de rodas motorizadas em sua parte inferior, que giram contra a velocidade em que o usuário está andando. Para evitar enjoo, as botas permitem que o usuário dê vários passos à frente. Isso é feito para fornecer os sinais vestibulares do ouvido interno necessários para dizer a seus corpos que eles estão acelerando para frente. No entanto, depois de alguns passos, as botas automaticamente deslizam o usuário de volta para o centro da sala para que pareçam estar andando no local, como se estivessem em uma esteira. Enquanto isso, o usuário acredita que continua progredindo – e, com base na cena de RV que está experimentando, está.

“No que diz respeito aos comentários que mais recebemos em demos, as pessoas estão quase totalmente convencidas – e, em alguns casos, totalmente convencidas – de que vão sair da sala”, disse Factor ao Digital Trends. “As pessoas nos perguntam: '[as botas] estão? Eles estão trabalhando? Estou chegando perto da borda [da sala]?' É realmente como se eles não tivessem nenhuma noção de onde estão. Eles estão imersos no ambiente a ponto de não terem certeza de que ainda estão dentro da sala em que começaram.”

(Nota: a Digital Trends não foi capaz de colocar esses sapatos em prática.)

Antes de começar a criar botas VR, Factor foi contratado pela Honeywell Aerospace, onde passou oito anos construindo sistemas de controle de voo para aviões como o Boeing 787 Dreamliner. Nesse caso, ele foi responsável por algumas das principais tecnologias que permitem que 200 a 300 pessoas se sentam, aparentemente estacionárias, dentro de um grande tubo de metal, antes de emergirem a milhares de quilômetros de distância em seu destino.

Agora ele está trabalhando no inverso desse problema: manter as pessoas em papel enquanto engana seus cérebros fazendo-os pensar que estão viajando grandes distâncias. Se ele conseguir em um nível comercial, ele será o primeiro – mas ele não é o único a tentar.

O problema da caminhada sem fim

A Ekto VR não é a primeira empresa a tentar resolver o interminável problema de caminhada em VR, às vezes chamado de desafio LI (interface de locomoção). Esforços para fazê-lo datam pelo menos até a década de 1980. No livro de 1991 de Howard Rheingold , Virtual Reality: The Revolutionary Technology of Computer-Generated Artificial Worlds, and How It Promis to Transform Society , o autor relata o uso de uma esteira de RV na Universidade da Carolina do Norte.

Emparelhado com um fone de ouvido VR, a esteira permitiu que os usuários percorressem uma versão virtual do Sitterson Hall, hoje sede do departamento de ciência da computação da UNC. Ao fazer isso, a demonstração de RV tornou possível experimentar como seria caminhar por uma versão tridimensional em tamanho real de um edifício que ainda estava em fase de construção.

“Consegui passear pelos corredores de um prédio inteiro sem sair fisicamente de uma pequena sala porque estava andando em uma esteira, segurando um par de guidões”, escreveu Rheinghold. “Quando eu quis virar para a direita e descobri o que havia no corredor que eu podia ver se estendendo naquela direção, virei o guidão e continuei andando em linha reta. Demorou um minuto para se acostumar.”

Além da UNC, outras tentativas de resolver o problema interminável da caminhada foram realizadas na Universidade de Utah, que desenvolveu uma máquina chamada TreadPort. Ele apresentava uma grande esteira com mecanismo basculante, combinando interfaces de locomoção com sentidos visuais, auditivos e olfativos – e até elementos radiantes de calor e vento.

Muito trabalho também foi feito no Japão, particularmente na Universidade de Tsukuba. “Eu diria que você poderia apontar para todas as soluções que existem hoje, especialmente as de hardware e dizer [que pesquisadores da Universidade de Tsukuba] já tentaram”, disse Factor. “Eles fizeram uma esteira omnidirecional. Eles fizeram algo muito parecido com o ponto de partida que tivemos, chamados de sapatilhas motorizadas. Eles fizeram um andador de cordas. Eles tentaram, tipo, oito abordagens diferentes, talvez até mais. Eu não acho que eles tentaram empurrar nenhum deles para a frente [ao ponto de comercialização].”

Mais recentemente, uma solução inovadora para o problema da caminhada sem fim foi desenvolvida por pesquisadores da Unity Technologies Japan, que cria a ilusão de um corredor virtual infinito dentro de um “espaço de brincadeira” que mede 16 x 22 pés. Chamada de “caminhada redirecionada”, a abordagem visa induzir o cérebro a pensar que o sujeito está andando em linha reta quando, na realidade, está andando em um círculo gigante.

Ainda outra abordagem, desenvolvida por pesquisadores da Stony Brook University, Nvidia e Adobe, faz algo conceitualmente semelhante usando um HMD (head-mounted display) rastreado pelos olhos para detectar as sacadas dos usuários , os movimentos rápidos dos olhos que ocorrem quando os indivíduos estão olhando em diferentes pontos do nosso campo de visão — por exemplo, escanear uma sala. Ao “hackear” efetivamente essas sacadas, é possível redirecionar a direção de caminhada dos usuários sem causar tontura ou desconforto.

“Somos o sistema biológico mais complicado, certamente mais do que qualquer esteira, por exemplo, certo?” Qi Sun, principal autor do estudo, disse ao Digital Trends. “Então, por que não usamos a máquina mais comum, porém complicada – nós mesmos – para permitir esse tipo de experiência que queremos resolver. Essa foi a motivação original de nível superior desta pesquisa.”

O que é interessante sobre a miríade de abordagens para resolver o interminável desafio da caminhada é que, mesmo várias décadas depois, ainda não há uma solução consensual que tenha levado os pesquisadores a descartar todas as outras. Ninguém ainda criou a solução comercializada perfeita que ilumina claramente o caminho para o futuro. Isso significa que não apenas ainda há tudo a ser disputado em termos de quem detém esse mercado, mas também as especificidades da abordagem adotada.

A próxima grande coisa em VR?

A tecnologia de interface de locomoção será a próxima grande novidade para a realidade virtual? Muito depende se a RV é, em última análise, criar mundos virtuais ou simplesmente fornecer um novo tipo de interface. Se for uma interface, usada predominantemente para aplicações práticas, como o equivalente em VR das reuniões do Zoom, esse tipo de realismo pode não importar muito. Nesse caso, poder caminhar grandes distâncias em VR pode não ser apenas desnecessário, mas na verdade um prejuízo para a experiência do usuário. Por exemplo, uma versão VR de compras não precisa necessariamente replicar a experiência de andar para cima e para baixo em corredores e carregar uma cesta cada vez mais pesada. Isso seria um grande rebaixamento ao lado da facilidade perfeita das compras com um clique da Amazon.

Por outro lado, se os casos de uso mais atraentes da VR vêm da criação de mundos virtuais convincentes, o problema da locomoção precisa ser resolvido. Estudo após estudo mostrou que os sujeitos acham os ambientes de realidade virtual mais imersivos , com uma sensação subjetiva de presença mais alta, quando se movem por meio de caminhada virtual, em vez de, por exemplo, se teletransportar entre locais usando um controlador portátil. Como diz um estudo de 2004 de pesquisadores do Japão, a sensação de caminhar afeta os “mapas cognitivos das pessoas”, a maneira como nosso cérebro processa distância e movimento. Em suma, caminhar adiciona verossimilhança à RV que pode enganar nossos cérebros para perceber o que estamos vendo como real.

O jogo é um ótimo exemplo de caso de uso que só ficará mais atraente quanto mais próxima a experiência estiver da realidade – mas não apenas para jogos. Por exemplo, se você é um arquiteto que deseja mostrar a um cliente imobiliário comercial como será o design de um novo shopping center quando for construído, sendo capaz de percorrer uma versão virtual do edifício (como Rheingold discutiu há mais de 30 anos ) seria extremamente benéfico.

Aplicações industriais e além

No que diz respeito ao Ekto VR, Factor disse que sua empresa está inicialmente visando esses últimos tipos de aplicações industriais.

“Quando você entra no tipo de aplicativos de treinamento [VR] maiores, falando sobre refinarias, ou oleodutos, ou plataformas offshore, ou instalações de fabricação, ou inspeções de aviões, as pessoas dirão: 'Bem, [poderíamos usar uma interface que teletransporta os usuários ao redor dele,]”, disse ele. “Isso é ótimo do ponto de vista da taxa de transferência, se o que você está otimizando é a necessidade de ver rapidamente áreas completamente independentes umas das outras. Mas estamos entrando cada vez mais nesses cenários mais abrangentes em que você precisa fazer uma inspeção completa da pele da aeronave ou ver como algo na roda traseira [de um avião] se conecta à roda do nariz ou a uma válvula em uma planta afeta um condensador em outra parte [do prédio]. Isso realmente exige que você entenda muito melhor o ambiente ao seu redor [e como eles se relacionam espacialmente entre si.]”

Com esses tipos de aplicações industriais em mente, a Ekto planeja lançar seu programa beta de parceiros no primeiro semestre de 2022. No que diz respeito aos preços, Factor disse que a empresa ainda está avaliando suas opções – de oferecer kits para venda ou aluguel. O preço exato ainda não foi anunciado, mas uma compra definitiva inicial provavelmente ficaria nas proximidades de US $ 15.000 a US $ 20.000.

“Agora, obviamente, esses tipos de preços de que estamos falando, eles não são para o consumidor – e, até certo ponto, não são realmente adequados para a maioria dos casos de uso corporativo”, disse Factor. “Muito disso é o baixo volume neste momento. À medida que aumentamos o volume, esperamos reduzir drasticamente os custos e os preços.”

Eventualmente, ele disse, a empresa pretende vender para o mercado por preços abaixo de US$ 1.000, tornando-se uma proposta mais atraente para aplicações diárias. Isso inclui a perspectiva de mais casos de uso voltados para o consumidor.

A caminhada sem fim não é a única parte ausente do quebra-cabeça da realidade virtual. A simulação de toque, cheiro, sabor e muito mais são outras áreas ainda a serem resolvidas – que estão apenas começando a chamar a atenção de investigadores prospectivos. Espere ver muito mais disso nos próximos meses e anos. Afinal, o hype em torno da RV – uma parte do conceito maior de um Metaverso – não está mais quente há anos.

Seja qual for o nome, vamos passar muito tempo em mundos virtuais, por isso é crucial acertar.