۱۳ حوزه کاربرد واقعیت مجازی در زندگی: ازشبیه سازی میدان جنگ تا جراحی رباتیک مجازی

بسیاری از مردم با اصطلاح “واقعیت مجازی” آشنا هستند، ولی درباره کاربرد های این فناوری اطلاعات زیادی ندارند. دنیای گسترده بازی های رایانه ای و دنیا های مجازی، یکی از واضح ترین کاربردهای واقعیت مجازی در زندگی روزمره است، ولی گستره بزرگی از کاربردها برای واقعیت مجازی وجود دارد- برخی از آن‌ها بسیار چالش برانگیز یا نامعمول‌ هستند!

در ادامه به کاربردهای واقعیت مجازی در حیطه های گوناگون زندگی می پردازیم.

کاربردهای واقعیت مجازی در ارتش

واقعیت مجازی و بهره گیری از آن سالهاست توسط ارتش ها مورد استقبال قرار گرفته است- که هر سه نیروی اصلی قوای نظامی (نیروی زمینی، نیروی دریایی و نیروی هوایی) را شامل می شود- و از آن برای اهداف آموزشی بهره برداری می شود. این استفاده مخصوصا برای آموزش سربازان برای وضعیت‌های رزمی یا سایر حوزه‌های خطرناک مفید است، جایی که آن‌ها مجبور به یادگیری نحوه واکنش متناسب با خطرات هستند.

شبیه سازی واقعیت مجازی، سربازان را قادر می‌سازد تا این یادگیری را بدون ریسک مرگ یا جراحت جدی انجام دهند. آنها می‌توانند یک سناریوی به خصوص را بارها و بارها تکرار نمایند- برای مثال درگیری با نیروی دشمن در محیطی مشابه شرایط واقعی میدان نبرد- ولی با حذف ریسک‌های میدان واقعی. اثبات شده است که این روش بسیار ایمن تر و ارزان تر از روش‌های سنتی آموزش است.

کاربردهای نظامی

شبیه‌سازهای پرواز، یک موضوع محبوب در آموزش VR نظامی است، ولی موارد جالب دیگری هم وجود دارد. فهرست کوچکی از این کاربردها شامل موارد زیر است:

• شبیه سازی پرواز
• شبیه سازی میدان جنگ
• آموزش های پزشکی (مختص میدان جنگ)
• شبیه سازی خودرو
• کمپ مجازی نیروهای جدید الورود

شبیه سازی چتربازی به کمک واقعیت مجازی

افزون بر این، واقعیت مجازی برای درمان اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) نیز استفاده می‌شود؛ کاربردی که ممکن است کمی دور از ذهن به نظر برسد. PTSD  یا “استرس نبرد” مدت زیادی نیست که به عنوان یک شرایط آسیب زای پزشکی تایید شده است، ولی منجر به آسیب های بسیار واقعی به شخص و خانواده او می شود. سربازانی که از آسیب و ترومای پس از بازگشت از میدان جنگ و دیگر مشکلات روحی روانی رنج می برند، می‌توانند یاد بگیرند چگونه با نشانه های مشکل خود در یک محیط “امن” روبرو شده و آن را مدیریت کنند. ایده پشت فرایند این است که این سربازان با محرک های وضعیت خود مواجه شده و کم کم خود را با شرایط وفق دهند. این کار باعث کاهش نشانه های مشکل ساز شده و آنها را قادر می سازد که با شرایط جدید یا غیرمنتظره به خوبی مقابله نمایند.

تجهیزات VR و ارتش

آموزش واقعیت مجازی با استفاده از نمایشگرهای روی سر (HMD: Head Mounted Displays) با یک سیستم ردیابی درونی، و دستکش‌های دیتا برای امکان تعامل درون محیط مجازی میسر شده است. بعلاوه، ممکن است متناوبا به سربازان عینک‌های واقعیت مجازی داده شود که یک تصویر سه بعدی را نشان می‌دهد.

استفاده قابل توجه VR در این حیطه، تجسم مبارزه است. به این صورت که به سربازان و سایر پرسنل مرتبط، دستکش‌های واقعیت مجازی داده می‌شود که یک عمق توهم سه بعدی را ایجاد می‌کند. نتایج می‌تواند در میان تعداد بزرگی از پرسنل، به اشتراک گذاشته شود.

در این بخش کاربردهای واقعیت مجازی در ارتش و حالات مختلف استفاده از این فناوری را مورد بررسی قرار می دهیم. در نگاه اول ارتش ممکن است یک کاندید واضح برای استفاده از واقعیت مجازی نباشد، با این حال در تمام شاخه ها (نیروی زمینی، نیروی دریایی و نیروی هوایی) از این قابلیت بهره برده است. آنچه نیروی نظامی بر آن تاکید می کند این است که واقعیت مجازی برای استفاده به عنوان یک کمک اضافی طراحی شده است و جایگزین آموزش های زندگی واقعی نمی‌شود.

این جنبه های مختلف حضور واقعیت مجازی در ارتش عبارت اند از:

• جنگ واقعیت مجازی
• واقعیت مجازی و نیروی زمینی
• واقعیت مجازی و نیروی دریایی
• واقعیت مجازی و نیروی هوایی
• آموزش نیروی زمینی به کمک واقعیت مجازی
• تمرین های نیروی زمینی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش نیروی هوایی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش نیروی دریایی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش های جنگی و واقعیت مجازی
• شبیه سازی رزمی و واقعیت مجازی
• تسلیحات نظامی واقعیت مجازی
• تاریخ نظامی استفاده از واقعیت مجازی

آن چه که واضح است، این است که محیط‌ مجازی (Virtual Reality Environments)، شرایطی ایده‌ال برای آموزش های ارتشی است، از آن جهت که شرکت کنندگان‌ در آن – به عنوان نمونه سربازان-  را قادر به تجربه یک وضعیت خاص در یک فضای کنترل شده می‌کند. برای مثال، یک سناریوی میدان جنگ که در آن، سربازان با رویدادها تعامل دارند، ولی هیچ خطر جانی برای آن‌ها وجود ندارد.

مزایای اصلی این امر صرفه جویی در زمان و هزینه است: آموزش های ارتشی، مخصوصا در زمینه هوابرد، فوق العاده گران است، بنابراین استفاده از شبیه ساز های پرواز مقرون به صرفه‌تر از آموزش با هواپیمای واقعی است. هم چنین، معرفی یک المان خطرآفرین به کارآموزان در این سناریوها بدون ایجاد آسیب فیزیکی واقعی میسر است.

کاربردهای واقعیت مجازی در آموزش

آموزش نیز حیطه دیگری است که VR را برای اهداف آموزش و یادگیری به خدمت گرفته است. فایده این امر این است که گروه های بزرگی از دانش آموزان در عین تعامل با یکدیگر، به تعامل و یادگیری در محیط سه بعدی طبیعی اطراف خود می پردازند.

با استفاده از واقعیت مجازی می توان پیچیده ترین مفاهیم درسی را به آسانی و با روشی لذت بخش به دانش آموزان آموزش داد. دانش اموزان می توانند اشیای مد نظر را در محیط سه بعدی پیرامونی از نزدیک کشف و لمس کرده و اطلاعات بیشتری در مورد آنها کسب کنند.

کاربردهای واقعیت مجازی در نجوم

دانش آموزان در درس ستاره شناسی با قرارگرفتن در فضای مجازی ساخته شده به این منظور و کنش با اجزای آن به صورت ملموس تری با کهکشان راه شیری و سیاره ها و ستاره های درون آن و مدل چرخش آنها آشنا می شوند. آنها می توانند سیاره ها را جابه جا کرده و حتی پروسه تشکیل و حرکت ستاره های دنباله دار را دنبال کنند. هم چنین می توانند ببینند مفاهیم انتزاعی چگونه در یک جهان ۳D عمل می کنند که به نوبه خود در بهبود یادگیری و به خاطرسپاری ایشان موثر است.

این شیوه یادگیری برای افراد خلاق مناسب است و این خلاقیت و نوآوری را در آن ها پرورش می دهد. هم چنین برای کسانی که روش یادگیری آنها تعاملی و لمسی و مبتنی بر تعامل با نمادها، رنگ ها، و لمس اشیا است ایده آل خواهد بود.

واقعیت مجازی و کودکان خوره تکنولوژی!

واقعیت غیر قابل انکار دنیای امروز، آشنایی فراوان کودکان با انواع گونه های تکنولوژی مخصوصا مباحث رایانه ای و استفاده از آن در محیط خانه و همچنین مدرسه است. آنها از سنین بسیار پایین در کنار تکنولوژی رشد می یابند و برخلاف بزرگسالان، هیچ گونه ترس و تردیدی در استفاده از آن ندارند.

به هرحال ما در جامعه ای رو به رشد و مملو از گونه های مختلف تکنولوژی زندگی می کنیم، بنابراین استفاده از VR به عنوان یک گونه از انواع گونه های فناوری با هدف آموزش آینده سازان فردای کشور کاملا منطقی به نظر می رسد. فرآیند آموزش دانش آموزان از نسل محدود به کتاب و مداد و خودکار، قدم به دوران فناوری های چندسویه و تعاملی نهاده است تا به این ترتیب یادگیری بهتر و ماندگارتری حاصل شود.

کاربردهای واقعیت مجازی در بهداشت و درمان

حوزه بهداشت و درمان یکی از حوزه هایی است که واقعیت مجازی در آن کاربردهای بسیاری دارد. از شبیه سازی فرآیند جراحی و جراحی روباتیک گرفته تا درمان فوبیا و آموزش کارورزان از موارد اساسی کاربرد این تکنولوژی در سلامت و پزشکی است. به این ترتیب متخصصان سلامت می توانند در محیطی ایمن و بدون خطر برای بیماران واقعی، به یادگیری مهارت های جدید مورد نیاز خود و بازپروری مهارت های قبلی بپردازند.

نرم افزار شبیه سازی انسان

به کمک نرم افزارهای واقعیت مجازی شبیه ساز بدن انسان HumanSim ، پزشکان و پرستاران می توانند در یک محیط تعاملی سه بعدی، رویه های پزشکی مورد استفاده در مواجهه با بیماران واقعی را بررسی و اجرا نمایند. این یک تجربه فراگیر و همه جانبه برای کاربر است که در طی آن احساسات و بازخوردهای وی در طول سناریوهای مختلف توسط حسگرهای مربوطه مورد واکاوی و سنجش قرار می گیرد. از این ابزار کمک آموزشی در دانشگاه های پزشکی بریتانیا و دیگر نقاط جهان به خوبی بهره برداری می شود.

کاربردهای واقعیت مجازی در تشخیص بیماری

واقعیت مجازی غالبا به عنوان یک ابزار تشخیصی استفاده می‌شود، چرا که پزشکان را قادر می سازد در کنار سایر روش‌ها مانند اسکن‌های MRI ، به تشخیص مناسبی در مورد بیماری دست یابند. به این ترتیب نیاز به رویکردهای هجومی مانند جراحی که زمان بر و پرریسک اند به طور محسوسی کاهش می یابد.

جراحی رباتیک مجازی

یک استفاده محبوب از این فناوری در جراحی رباتیک است،  یعنی زمانی که جراحی توسط یک دستگاه رباتیک انجام می‌شود که تحت کنترل یک دکتر جراح است. به این ترتیب زمان عمل و ریسک عوارض جانبی کاهش می یابد. به علاوه، از واقعیت مجازی برای اهداف آموزشی نیز استفاده می شود، و نیز در زمینه جراحی از راه دور که بیانگر شرایطی است که جراح در یک مکان متفاوت نسبت به بیمار عمل را انجام می دهد.

خصوصیت اصلی این سیستم، بازخورد نیرو است، چون جراح نیاز دارد تا بتواند مداوما مقدار فشار مورد استفاده خود هنگام اجرای یک فرآیند حساس را بسنجد و در صورت لزوم تصحیح کند.

ولی نگرانی اصلی موضوع تاخیر زمانی یا latency است، چون هر تاخیری- حتی کسری از ثانیه- می‌تواند احساسی غیر عادی در جراح ایجاد کند و باعث وقفه در روند کار گردد. بنابر این بازخورد نیروی دقیق در محل مورد جراحی برای جلوگیری از این مشکل ضروری است.

کاربردهای واقعیت مجازی در صنعت سرگرمی

صنعت سرگرمی یکی از مشتاق ترین طرفداران واقعیت مجازی است که بیشتر در حوزه بازی ها و دنیاهای مجازی استفاده قابل توجهی از آن به عمل می آورد. دیگر حوزه های محبوب VR در دنیای سرگرمی عبارت اند از:

۱. موزه های مجازی

۲. گالری ها و نمایشگاه های مجازی و تعاملی

۳. اجراها و نمایش های مجازی و تعاملی

۴. پارک های با تم واقعیت مجازی

۵. مراکز تحقیق و توسعه مجازی

بخش قابل توجهی از این کاربردها در دسته “آموزش- سرگرمی یا edutainment ” قرار می گیرند که هدف آن آموزش در کنار ایجاد لحظاتی مفرح برای مخاطب است.

بهبود تعامل مخاطبان

VR عموم اعضای جامعه را قادر می‌سازد تا به شیوه‌ای از نمایشگاه های مختلف بازدید به عمل آورند که تا پیش از این ممنوع یا ناشناخته بوده است. با استفاده از عینک‌های واقعیت مجازی با لنزهای مخصوص استریوسکوپی می توان اشیای سه بعدی را از زوایای مختلفی مشاهده کرد. و در برخی از موارد می توان با اشیای نمایش‎ داده شده به کمک یک دستگاه ورودی اطلاعات مانند دستکش های دیتا، تعامل برقرار نمود.

یک مثال از این موضوع، ابنیه تاریخی و گردشگری است که هر شهروند می‌تواند از زوایای مختلف آن را تماشا کند. هم چنین، قادر به راه رفتن در ساختمان و بازدید از اتاق‌های مختلف خواهد بود، تا بتواند اطلاعات بیشتری درباره مردمی که در آن بازه زمانی تاریخی خاص در آن جا زندگی می‌کردند، کسب کند.

این تعامل با محیط توسط یک سیستم ردیابی (ساخته شده درون عینک VR) فراهم می شود، به صورتی که حرکات کاربر را ردیابی کرده و این اطلاعات را به کامپیوتر منتقل می‌کند. کامپیوتر به تناسب جابه جایی کاربر با تغییر تصاویر جلوی چشم وی واکنش نشان می‌دهد به نحوی که یک احساس طبیعی از محیطی واقعی برای فرد ایجاد می شود.

بازه ای از سیستم‌های واقعیت مجازی برای سرگرمی مخاطبان وجود دارد که شامل سیستم‌های CAVE، شبیه‌سازها و پلت فرم های نمایشگر سه بعدی است. هم چنین سیستم‌های واقعیت افزوده augmented reality نیز در بخش سرگرمی کارایی ویژه ای دارند.

بازی های مبتنی بر واقعیت مجازی، نوعی بسیار محبوب از سرگرمی است که با جزئیات بیشتر در بخش جداگانهای توضیح داده شده است. از قسمت بازی‌های واقعیت مجازی بازدید کنید که شامل یک مجموعه از مقالات منحصر به فرد است که بازی‎های VRرا برای Xbox، PC و  PS3 به انضمام دنیاهای مجازی مورد بحث قرار می‌دهد.

کاربردهای واقعیت مجازی در مد

صنعت مد حوزه ای نیست که در هنگام تفکر درباره VR فورا به ذهن متبادر شود، ولی با این وجود واقعیت مجازی در صنعت مد به روش‌های گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد که شامل موارد زیر است:

• نرم‌افزارهای مبتنی بر‌ VR برای ساخت فروشگاه‌های مد و لباس مجازی
• آواتار های سه بعدی (انسان‌های مجازی) برای کمک به طراحی لباس‌ها
• نمایش مد یا Fashion show در Second Life ( بازی VR)
• نمونه کارهای مد سه بعدی

فشن شو مجازی

وضعیت‌هایی وجود دارند که در آن مرزهای بین مد و فناوری در هم تنیده می شوند، برای مثال استفاده از واقعیت مجازی به عنوان قسمتی از یک نمایش مد زنده. در این حالت، یک تصویر سه بعدی در یک بخش از جهان واقعی – مثلا یک راهروی catwalk –  به عنوان قسمتی از نمایش، تابانده می شود.

مد سکند لایف

مثال دیگر، جایی است که مد، تحت تاثیر فناوری، مخصوصا جهان های مجازی مانند سکند لایف قرار می‌گیرد. در این محیط مدل‌ها و لباس‎‌ها مبتنی بر آواتارها می‌باشند.

بازی‌های دخترانه و مد

ملاقات مد و جهان مجازی می‌تواند در بازی‌هایی که برای دخترها طراحی شده است، دیده شود. این بازی‌ها، مد، موزیک و فناوری را به روشی ترکیب می‌کند که برای جذب علایق دختران نوجوان مناسب باشد.

واقعیت مجازی و میراث فرهنگی

این بخش از بررسی جامع ما به استفاده از واقعیت مجازی در موزه ها و حوزه‌های تاریخی مانند ابنیه مورد توجه گردشگران می پردازد. در این حوزه‌ها، از تعامل‌ چندجانبه VR به عنوان ابزار مخابره اطلاعات برای عموم مردم با روش‌های جدید و جالب استفاده می شود.

در گذر سال ها نوع سنتی تجربه بازدیدکنندگان موزه‌ها، گالری‌ها و مراکز جلب گردشگر دچار تغییرات عمده ای شده است. مدل سنتی شامل نوعی از مشارکت غیر فعال مراجعان بوده است که صرفا به بازدید از نمایشگاه می پرداختند ولی نمی توانستند درگیر تجربه ای تعاملی و فعالانه بشوند. اما امروزه تلاش می شود نمایش های کنش گرانه بخش بزرگی از پروسه بازدید از مراکز فرهنگی و باستانی را شکل دهد که به طور خاص برای کودکان امر جذابی است. اغلب جلب نظر کودکان برای بازدید از یک موزه یا گالری کار آسانی نیست، چرا که آنها به چشم تجربه ای کسل کننده به این بازدیدها می نگرند. ولی استفاده از فناوری‌های تعاملی مانند واقعیت مجازی منجر به تغییر این برداشت شده و دریچه ای نو به چنین مکان هایی برای این گروه از مخاطبان جدید و جوان گشوده است.

سایت‎های میراث فرهنگی و تاریخی واقعیت مجازی

نمونه ای از مکان های تاریخی و میراث فرهنگی بازنمایی شده توسط واقعیت مجازی شامل موارد زیر هستند:

• آثار تاریخی
• مجسمه ها
• غارها
• ساختمان‌های تاریخی
• حفاری‌های باستان شناسی
• روستاها و شهرهای قدیمی

واقعیت مجازی برای ساخت پیاده رو های مجازی برای این مکان ها استفاده شده است که تجربه بازدیدکننده را بهبود می‌دهد.

به علاوه، این یک روش مفید برای به چالش کشیدن دیدگاه‌ها و جلب توجه عموم به بناهای میراث فرهنگی مانند موزه‌ها و تشویق بیشتر مردم برای سر زدن به آنها است.

کاربردهای واقعیت مجازی در تجارت

واقعیت مجازی به چندین روش توسط اهالی کسب و کار استفاده شده است که شامل موارد زیر می باشد:

• تورهای مجازی بازدید از یک محیط کسب و کار
• آموزش کارمندان جدید
• نمای ۳۶۰ درجه از یک محصول

بسیاری از کسب و کارها، واقعیت مجازی را به عنوان روشی مقرون به صرفه برای توسعه یک محصول یا سرویس، پذیرفته‌اند. برای مثال، سنجش کیفیت یک نمونه اولیه محصول (پروتوتایپ) بدون تست چندین نسخه فیزیکی از آن که می‌تواند گران و وقت‌گیر باشد، ممکن شده است.

هم چنین، VR یک روش خوب برای یافتن مشکلات طراحی در مراحل ابتدایی در اختیار طراحان قرار می دهد تا بتوان هرچه سریعتر نسبت به رفع آنها اقدام کرد.

مزایای VR در تجارت

برای برخی از کسب و کارها، استفاده از واقعیت مجازی کاملا غوطه ور کننده مخاطب (CAVE system) روشی خلاقانه برای رسیدن به موفقیت است. این حقیقت جذاب وجود دارد که میتوان از این روش برای سنجش صحت عملکرد یک محصول در مراحل اولیه توسعه استفاده کرد و در عین حال هزینه یا ریسک اضافی ای متوجه افراد نباشد.

این موضوع مخصوصا برای شرکت‌هایی مفید است که محصولات خطرناک یا بالقوه آسیب رسان تولید می‌کنند که نیاز به ارزیابی قبل از استفاده دارد. آن‌ها می‌توانند محصولات خود را در یک محیط مجازی ولی بدون هیچ خطری برای پرسنل، آزمایش کنند. چرا که فناوری واقعیت مجازی به سطحی از پیشرفت رسیده است که می تواند حد بالایی از واقع گرایی و کارایی را در اختیار مصرف کنندگان قرار دهد.

برخی از شرکت‌ها از واقعیت مجازی برای کمک به تحلیل داده‌ها و پیش‌بینی روندها به منظور کسب پیروزی بر رقبا استفاده می‌کنند. به عنوان مثال میتوان از سیستم توسعه یافته توسط محققان در دانشگاهWarwick  نام برد که برای کمک به کسب و کارها به منظور کسب درکی بالاتر از داده‌های خودشان طراحی شده است.

دنیاهای مجازی برای تجارت و کسب و کار

یکی دیگر از کاربردهای واقعیت مجازی توسعه دنیاهای مجازی (virtual worlds) است: شرکت‌هایی وجود دارند که از دنیاهای مجازی به عنوان ابزاری برای برگزاری جلسات با کارکنانی استفاده می‌کنند که در مکان‌های متنوعی، مستقر شده‌اند. این روش اغلب یک راه‌حل کم هزینه برای مشکل ارتباط با تعداد زیادی از کارمندان در موقعیت‌های دور است.

هم چنین “محیط‌های مجازی” (Virtual environments) نیز برای دوره‌های آموزشی و سناریوهای بازی کردن نقش role playing  استفاده می‌شوند.

کاربردهای واقعیت مجازی در مهندسی

مهندسی واقعیت مجازی شامل استفاده از ابزارهای مدلسازی سه بعدی و تکنیک‌های تجسمی به عنوان قسمتی از فرآیند طراحی است.  این فناوری، مهندسان را قادر می سازد تا پروژه خودشان را به شکل سه بعدی ببینند و ادراکی بهتر از چگونگی کارکرد آن بدست آورند. علاوه بر این، آن‌ها می‌توانند هر نقص یا ریسک بالقوه‌ای را قبل از نصب و راه اندازی نهایی کشف کنند. به این ترتیب تیم طراحی محصول می تواند پروژه خود را در یک محیط ایمن مشاهده نموده و تغییرات مورد نیاز را اعمال نماید که منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در زمان و هزینه ها خواهد شد.

وجه برجسته توانایی واقعیت مجازی در مهندسی، نمایش جزئیات ریز از یک محصول مهندسی برای کسب تجسمی حقیقی و کم خطا از آن است. این به معنی بهره گیری از کارت گرافیک های قوی، ویدئوهای با نرخ تجدید سریع، و صدا و حرکات کاملا طبیعی است.

واقعیت مجازی و چرخه طراحی

در برخی از موارد، واقعیت مجازی می‌تواند از آغاز چرخه حیات طراحی – مثلا از ایده اولیه، تا فاز ساخت و نصب – مورد استفاده قرار گیرد. بازبینی و اصلاح مراحل برای کنترل خطاها و ضعف های ساختاری از جمله مزایای این کار خواهد بود.

به  عنوان نمونه می توان به بهره برداری از مهندسی واقعیت مجازی توسط شرکت Balfour Beatty Rail اشاره کرد که یک پیمانکار زیرسازه ریلی است و این روش را به عنوان قسمتی از فرآیند طراحی محصولات ریلی به کار بسته است. برنامه‌ریزی مراحل کار، ساخت نمونه اولیه (پروتوتایپ) و ساخت و ساز نهایی از کاربردهای واقعیت مجازی در این حیطه است که نهایتا به واقعی سازی پروژه برای سازندگان پیش از اجرا کمک می‌کند.

واقعیت مجازی و طراحی اتوموبیل

سازندگان اتومبیل از واقعیت مجازی برای اهداف نمونه سازی آزمایشی در فرآیند طراحی استفاده می‌کنند. به نحوی که امکان تولید چندین نسخه به کمک VR فراهم می شود. در طی آزمون های کیفیت سنجی، تغییرات مورد نیاز روی هر مدل اعمال می شود. این روش منجر به حذف الزام ساخت فیزیکی نمونه اولیه و افزایش سرعت مرحله توسعه محصول می‌شود. نتیجه، یک فرایند ساده، موثر و مقرون به صرفه می‌باشد.

به عنوان نمونه در مرکز واقعیت مجازی JLR در انگلستان این کاربرد دیده شود. سیستم واقعیت مجازی به روز و پیشرفته آنها – شامل هر دو سیستم کاملا در بر گیرنده (CAVE) و نیمه سه بعدی (semi-immersive)- که دارای امکانات ردیابی و تجسم پیشرفته است، برای کمک به طراحی نسل جدیدی از ماشین های Land Rover مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای واقعیت مجازی در ورزش

واقعیت مجازی به عنوان یک ابزار کمکی در بسیاری از ورزش ها مانند گلف، دومیدانی، اسکی، دوچرخه سواری و غیره استفاده می‌شود. به این منظور از VR برای اندازه‌گیری عملکرد ورزشکار به انضمام تحلیل تکنیک وی بهره برده می‌شود و برای کمک به بهبود هر دو مورد طراحی شده است. هم چنین از آن در طراحی تجهیزات و لباس ورزشکاران، و بهبود تجربه مخاطب، استفاده شده است.

بهبود عملکرد ورزشکار

ورزشکاران از این فناوری برای تنظیم ظریف جنبه‌های خاصی از عملکرد خودشان استفاده می‌کنند، برای مثال، گلف بازی که در جستجوی بهبود ضربه های خود است یا یک دوچرخه سوار میدانی که خواستار سرعت بیشتر است. سیستم سه بعدی VR می‌تواند به جنبه‌هایی از عملکرد ورزشکار اشاره کند که نیازمند تغییر است، مانند تکنیک یا وضعیت بیومکانیک ورزشکار.

طراحی تجهیزات ورزشی و نوآوری

کاربرد محبوب دیگر VR ، تولیدات ورزشی است: واقعیت مجازی در طراحی لباس‌ها و تجهیزات ورزشی مانند کفش های مخصوص دویدن استفاده می‌شود. نوآوری، فاکتوری کلیدی در این صنایع است، چون توقعات برای دستاوردهای ورزشی در حال بیشتر و بیشتر شدن است.

ورزشکاران حرفه ای به طور مداوم در حال جستجوی روش‌های جدید برای رساندن خود به مرزهای موفقیت هستند که بتوانند سرعت، قدرت، یا استقامت بالاتری پیدا کنند. آن‌ها همواره در حال عقب زدن مرزهای خود از لحاظ عملکرد بدنی هستند، که منجر به هدایت صنایع تجهیزات و دوخت لباس ورزشی در راستای بهتر شدن می‌شود. این صنایع باید خود را همگام با این تقاضا برای امکانات ورزشیِ ایده آل پیش برند و از آخرین فناوری برای رسیدن به این هدف استفاده نمایند.

نزدیک تر ساختن رویداد ورزشی به مخاطبان

واقعیت مجازی برای بهبود تجربه مخاطب از یک رویداد ورزشی نیز استفاده می شود. برخی از سیستم‌ها به مخاطبان اجازه می‌دهد تا کاملا از داخل ورزشگاه یا سایر مکان های ورزشی دیدن کنند که در هنگام خرید بلیت برای آن رویداد به افزایش اطلاعات آنها از مکان مورد نظر کمک می‌کند.

هم چنین بازی‌های واقعیت مجازی با تم ورزشی وجود دارند که به بازیکن اجازه می‌دهند تا قسمتی از یک رقابت شود. یک مثال از آن مسابقه فوتبال تعاملی است که این مسابقه را روی سطح مناسبی در جهان واقعی نمایش می‌دهد.

کاربردهای واقعیت مجازی در رسانه

روش‌های متنوعی برای استفاده از واقعیت مجازی در رسانه وجود دارد که شامل رادیو، تلویزیون، موسیقی و فیلم در کنار کتاب‌ها و هنرهای مختلف است.

واقعیت مجازی در سینما و تلویزیون

واقعیت مجازی، یک تم متداول در فیلم‌های علمی تخیلی است، جایی که اغلب از آن به عنوان روشی بهره می برند که اتفاقات تخیلی را به چیزی تبدیل کند که کاملا واقعی به نظر می‌رسد. مثلا برای شرح حالت به دام افتادن درون یک ماشین (یا در این مورد، فضای مجازی) یا به عنوان یک فناوری پیشرفته، VR مورد استفاده قرار گرفته است.

برای مثال، Tron ، یکی از اولین فیلم‌هایی است که از واقعیت مجازی به عنوان یک المان کلیدی داستان استفاده کرد. شخصیت های اصلی در فیلم از جهان واقعیت جدا شده و وارد دنیایی مجازی درون یک کامپیوتر می شوند. نمی توان گفت که چنین اتفاقی ۱۰۰% مترادف مفهوم واقعیت مجازی ای است که ما امروزه آن را می‌شناسیم، ولی مفهوم کلی “واقعیتی دیگر درون یک کامپیوتر “می تواند یادآور تعریف VR باشد.

برخی از مشهورترین فیلم‌های زمان ما که از مفهوم واقعیت مجازی بهره برده اند، شامل موارد زیر هستند:

• ترون و میراث ترون Tron & Tron Legacy
• سری‌ ماتریکس The Matrix series
• آسمان وانیلی Vanilla Sky
• اکزیستن زد eXistenZ
• طبقه سیزدهم The Thirteenth Floor
• مرد چمن‌زن The Lawnmower Man

این فهرست، به طور نامحدودی قابل تکمیل است. قطعا می‌توانیم انتظار داشته باشیم چنین لیستی به رشد در آینده ادامه دهد، چرا که مجال برای کاوش و گشودن رمز و راز ایده‌های پشت واقعیت مجازی در دنیای سینما و فیلم کاملا مهیا است.

هم چنین برنامه‌های تلویزیونی مختلفی مانند قسمت‌های منتخب Doctor Who ، Red Dwarf و Star Trek: The Next Generation وجود دارند که VR را به کار گرفته اند. یک مثال از آن، دستگاه تخیلی holodeck  است که همانطور که در برنامه Star Trek دیده شده است،  شخص را قادر به تجربه هر وضعیتی می‌کند که خواستار آن باشد.

جشنواره فیلم مجازی

دنیای مجازی آنلاین سکند لایف Second Life که از سال ۲۰۰۳ کار خود را آغاز کرده است، در همکاری خود با ۴۸ Hour Film Project، اولین فستیوال فیلم در جهان مجازی را برگزار نمود.

شرکت‌کنندگان فستیوال سکند لایف باید فیلمی کاملا درون دنیای مجازی سکند لایف تولید می کردند. به شرکت کنندگان یک ژانر، یک شخصیت، و یک قطعه مناسب از دیالوگ داده شد که باید درون فیلم‌ خود از آنها استفاده می کردند، به نحوی که برای نوشتن فیلمنامه کامل خود و ساخت فیلم سکند لایفی فقط ۴۸ ساعت زمان داشتند. به برندگان این “جشنواره فیلم مجازی” فرصتی داده می شد تا فیلم‌های ساخته خود را در رویداد واقعی “پروژه فیلم ۴۸ ساعته” برای بینندگان به نمایش بگذارند.

واقعیت مجازی و موسیقی

این فناوری بخشی از جهان ابزارآلات ضبط و پخش موسیقی تجربی را با ورود خود متحول کرده است. به عنوان نمونه می توان به سازهای موسیقی واقعیت مجازی اشاره کرد که شخص قادر به تعامل با این سازها برای خلق نوع جدیدی از عملکرد یا ایجاد قطعات جدید و منحصر به فرد موسیقایی است.

واقعیت مجازی و کتاب

واقعیت مجازی مبدل به یک موضوع محوری در بسیاری از داستان‌های تخیلی مانند Neuromancer و Mona Lisa Overdrive  اثر ویلیام گیبسون و Enders Game اثر اورسون اسکات کارد شده است.

واقعیت مجازی و هنر

هنرمندانی وجود دارند که از واقعیت مجازی برای کاوش مفاهیم یا ایده های خاص استفاده می‌کنند. آن‌ها یک محیط سه بعدی به عنوان یک شکل از ارتباط با مخاطب ایجاد می‌کنند. یک مثال از آن، کار هنرمند Kenneth Rinaldo است که از ابزار رباتیک و واقعیت افزوده برای بررسی ایده‌های مرتبط با مرز فناوری- انسان استفاده کرده است.

واقعیت مجازی و تجسم علمی

امروزه واقعیت مجازی به طور فزاینده ا‌ی در حوزه تجسم علمی استفاده مورد استفاده واقع می شود. این حوزه مبتنی بر استفاده از گرافیک کامپیوتری برای بیان ایده های پیچیده و مفاهیم علمی است، مانند تبیین مدل‌های مولکولی یا نتایج آماری.

ابزاری برای انتقال اطلاعات پیچیده

تجسم علمی به عنوان ابزاری برای مخابره مفاهیم انتزاعی به مخاطب و کمک به درک صحیح آن استفاده می‌شود. مخاطب می‌تواند با این تصاویر به طور فعالانه تعامل داشته باشد؛ برای مثال مشاهده یک ساختار مولکولی در زوایای مختلف، یا استفاده ابزاری از VR در راستای فرایند حل مساله.

واقعیت مجازی منجر به توانمندسازی محققان برای ارایه یک روش یا انتقال ایده های پیچیده در یک فرمت تصویری می شود که شامل محیط‌های نیمه فراگیر (semi-immersive) و کاملا فراگیر(full immersive environments) است. به این ترتیب تجسم و تصویرسازی تئوری‌های تحقیقی یا بحث درباره مجموعه‌ ای از داده‌های بزرگ میسر می شود.

کاربردهای واقعیت مجازی در انواع علوم

از واقعیت مجازی در علوم مختلفی می توان بهره گرفت، مانند:

• فیزیک
• شیمی
• زیست شناسی
• پزشکی
• نجوم
• مهندسی

این فناوری منجر به گسترش امکان همکاری بین رشته‌های مختلف علمی و اشکال جدید تحقیق و توسعه شده است.

واقعیت مجازی در کنار سایر اشکال فناوری های تجسمی مانند شبیه‌سازی کامپیوتری، انیمیشن و تجسم اطلاعات مورد ملاحظه قرار گرفته است. همه این‌ها برای نشان دادن یک مدل بصری از یک سیستم زنده مانند بدن انسان، مجموعه داده‌های پیچیده یا یک مجموعه بزرگ از اطلاعات عددی طراحی شده است.

کاربردهای واقعیت مجازی در ارتباطات از راه دور

ارتباطات از راه دور، حوزه دیگری است که از فناوری واقعیت مجازی بهره می برد؛ مخصوصا ارتباطات تلفن همراه که دسترسی‌ آسان به گستره ای از پروژه‌های مبتنی بر VR را ممکن می‌سازد.

چالش اصلی، سر و کار داشتن با یک رسانه‌ای است که عمدتا بر تن صدا، آهنگ، ژست و زبان بدن در مقایسه با کلمات شفاهی اتکا می‌کند. در حقیقت، کلمات گفته شده فقط درصد کوچکی از ارتباط کلی ایجاد شده بین افراد را تشکیل می‌دهد.

اشکال سنتی ارتباطات مانند تماس تلفنی توسط ویدئوکنفرانس‌، اسکایپ و چت زنده تصویری جایگزین می‌شوند. این مدیوم های ارتباطی مدرن می‌توانند در بستر اینترنت و سایر شبکه های مشابه مورد استفاده قرار گیرند و نیز ارزان تر و منعطف‌تر هستند.

ارتباطات از راه دور می‌تواند برای کمک به سیستم های VR مانند شبیه‌سازی جراحی یا پزشکی از راه دور مورد استفاده قرار گیرد. یک مثال از این کارکرد، جراحی از راه دور (remote surgery) است که تصاویر اتاق عمل می‌تواند برای مکان های مختلف در دنیا فرستاده شود. به این ترتیب جراح را قادر می‌سازد تا از راه دور با استفاده از فناوری رباتیک و واقعیت مجازی جراحی نماید.

کاربردهای واقعیت مجازی در ساختمان سازی

واقعیت مجازی می‌تواند تا حد زیادی در صنعت ساخت و ساز مفید باشد، صنعتی که اغلب دارای مقدار زیادی عدم کارایی و سود پایین است. با استفاده از یک محیط مجازی، یک سازمان نه تنها می تواند ساختار نهایی سازه را پیش از اجرا در یک فضای ۳بعدی مشاهده کند، بلکه این شبیه سازی در کمال شباهت با نتیجه واقعی ساخت سازه در جهان واقعیت خواهد بود.

منافع

 ساخت یک پروژه ساختمانی در یک محیط مجازی دارای منافع زیادی است. یکی از واضح‌ترین آنها، قابلیت سنجش تعداد زیادی از فاکتورها بدون صرف زمان و هزینه گزاف ساخت سازه، و در نتیجه کاهش تعداد مشکلات سازه تکمیل و نهایی شده است. به این ترتیب می توان با بهینه سازی فرآیند ساخت، به بالاترین راندمان و کمترین تغییرات در طرح نهایی دست پیدا کرد.

دوام و پایداری

یکی از فاکتورهای مهمی که باید کاملا مورد سنجش قرار گیرد، میزان دوام یک سازه معماری است. برای سال های متمادی، قضاوت انسانی و مدل‌های مقیاسی، تنها روش‌های تعیین قابلیت دوام یک سازه بودند. همانطور که می‌دانیم، قضاوت انسانی می‌تواند چه سهوا و چه عمدا پر از اشتباه باشد؛ و مدل‌های مقیاسی نیز نمی‌توانند کاملا محیطی را شبیه‌سازی نمایند که سازه باید تنش های آن را متحمل شود.

ساخت و ساز شبیه سازی شده

نه تنها به کمک VR میتوان قابلیت دوام یک سازه را پیش از ساخته شدن مورد بررسی قرار داد، بلکه پرسنل می‌توانند حقیقتا طرح سازه را مورد کاوش قرار دهند. بازخوردها درباره طراحی با این روش، بسیار محسوس و کاربردی است. حتی جزییات ریزی مانند این که آیا یک کارگر می تواند در یک فضای کوچک جا شده و به کار بپردازد نیز با استفاده از این روش قابل بررسی است.

آینده ساخت و ساز و VR

اگرچه، غیر ممکن است که بگوییم دقیقا چه زمانی، استفاده از واقعیت مجازی در صنعت ساخت و ساز کاملا متداول می‌شود، با این حال در اصل فراگیر شدن این روش شکی وجود ندارد و فقط مساله زمان مطرح است. واقعیت مجازی به ما اجازه می‌دهد تا ساختمان‌های باشکوه‌تر و محکم‌تری در طمان کوتاهتری بسازیم که درواقع یک ویژگی بسیار مطلوب است.

زبان‌های برنامه نویسی واقعیت مجازی

برای اثربخشی مناسب، واقعیت مجازی باید دارای یک حس قابل قبول واقع‌گرایی باشد، و این خود چالش فنی بزرگی است. بنابر این ایجاد واقعیت مجازی قابل باور، نیازمند منابع زیادی است. از عملکرد سخت‌افزارها تا توانایی فکری اجرا کننده سیستم، نحوه مدیریت این موارد موضوعی بزرگ و کلیدی است.

واضح‌ترین پارامتر ضروری، سرعت پردازش بالا است که با اثربخشی کمتر قانون مور در سال های پیش رو، بیش از پیش مشکل زا می شود (قانون مور قاعده‌ای سرانگشتی است که بیان می‌کند تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه با مساحت ثابت هر دو سال، به طور تقریبی دو برابر می‌شود و درواقع پیچیدگی مدارهای میکرو الکترونیک با این سرعت رو به افزایش است). یک محیط مجازی قانع کننده باید دارای تصاویر کاملا واقع گرایانه باشد، بنابراین استفاده از پردازنده گرافیکی قوی (GPU) برای رندر گرافیک‌ها نیز یک نیاز قطعی است. صدا نیز فاکتور مهم دیگری است و کیفیت خروجی صوتی نیز باید کاملا بالا باشد که مستلزم استفاده خوب از کارت صدای قوی می‌باشد.

نه تنها استفاده از سخت‌افزار مناسب موضوعی کلیدی است، بلکه شخص استفاده کننده از این منابع نیز باید تا حد زیادی ماهر باشد. آگاهی مناسبی از عمق مفاهیم علوم کامپیوتر ضروری است که معمولا نیازمند آموزش حرفه ای در سطح کارشناسی ارشد است.

امروزه با گذر زمان و توسعه این حوزه، همگام با توسعه عمومی حیطه نرم‌افزار، ملزومات حیطه VR نیز باید به طور موثری مورد رسیدگی قرار گیرند و تلاش شود تا فشار ورودی دیتا رو به کاهش گذارد. یکی از روش ها برای نیل به این مقصود، اتخاذ یک زبان برنامه‌نویسی خاص دامنه (DSL) است که مختص پروژه VR تعریف شده باشد.

زبان برنامه‌ریزی مختص واقعیت مجازی

یک زبان خاص دامنه (DSL: domain-specific language) می‌تواند دقیقا درخور یک دامنه مساله (problem domain) باشد. این موضوع برای واقعیت مجازی نیز مصداق دارد. انتخاب دقیق زبان(های) مناسب برای واقعیت مجازی به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا میزان کد کمتری بنویسند که مخصوصا برای ایجاد یک محیط مجازی بهینه‌سازی شده است.

زبان برنامه‌نویسی بصری

زبان برنامه‌نویسی بصری (VPL : Visual Programming Language) توسط جارن لانیر از شرکت VPL Research برای کمک به ساخت تجارب واقعیت مجازی اختراع شد. VPL  به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی  ”پسانمادین “post-symbolic  معرفی می‌شود که بدین معنا می‌باشد که برنامه‌ها به کمک “معانی” به جای حروف، اعداد و سایر کاراکترهای نوشتاری به رشته تحریر در می‌آیند. لازم به ذکر است که بسیاری از برنامه‌های کامپیوتری با استفاده از حروف الفبا، ارقام و علائم نقطه‌گذاری نوشته می‌شوند.

شرکت مایکروسافت نیز یک زبان با نام مشابه توسعه داده است که زیرمجموعه زبان های پسانمادین قرار می گیرد و از رسم اشکال به عنوان متدی برای برنامه نویسی استفاده می کند.

جمع بندی

در  این مقاله به صورت خلاصه به انواع کاربردهای واقعیت مجازی در حیطه های مختلف زندگی پرداخته شد. با این حال کاربردهای بیشتری از VR نسبت به مواردی که در ابتدا از آن درک شده است وجود دارد که از پژوهش آکادمیک تا مهندسی، طراحی، تجارت، هنر و سرگرمی را شامل می شود.

اما فارغ از کاربردها، واقعیت مجازی مجموعه از داده‌ها را تولید می‌کند که سپس برای توسعه مدل‌های جدید، روش‌های آموزشی، ارتباطات و تعامل استفاده می‌شود. قابلیت های VRبی پایان هستند!

تنها محدودیت های مشکل‌زا، زمان، هزینه‌ و محدودیت‌های فناوری هستند. توسعه سیستم‌های واقعیت مجازی مانند CAVE system، گران و وقت‌گیر است. هم چنین مسائلی در حیطه ارگونومی طراحی وجود دارد، مثلا طراحی سیستم های user friendly که از ایجاد مشکلاتی مانند بیماری حرکت motion sickness برای کاربر جلوگیری می کند.

با رفع این موانع، آینده هیجان انگیزی برای دنیای گسترده واقعیت مجازی و نیز واقعیت افزوده متصور است.