Концепції сучасного природознавства - Бобильов Ю.П. - 7.7. "Віртуальна реальність"

Процес пізнання людиною світу вийшов на новий виток. І цей новий рівень пов'язаний з розробкою і реалізацією комплексної проблеми "віртуальна реальність" (Virtual Reality), що активно розвивається в університетах і промислових компаніях США, Японії і стран Європи.

Важлива відмінність "віртуального" підходу від попередніх методів комп'ютерного моделювання процесів, що відбуваються в складних системах, – не якомога повніше використання знань про особливості поведінки людини, про людський мозок, про процеси обробки образної інформації, про взаємодію сенсорних каналів (зорового, слухового, тактильного й інших), про формування узагальненого образу світу – адже ми ще погано уявляємо, як саме такі речі відбуваються.

Зрозуміло, будь-яке сходження на новий рівень – це результат глибокого опрацювання й узагальнення результатів роботи на попередніх рівнях. Тому в проблемі "віртуальної реальності" істотне місце займає те, що досить давно ввійшло в комп'ютерний побут, – кольорова і тривимірна графіка, інтерактивні системи людино-машинного спілкування.

Використання полісенсорної інформації і відповідних зворотних зв'язків привело до небаченого прогресу в розробці апаратури (відео-, аудіо-, сенсорів-шоломів, спеціальних рукавичок з датчиками) і програмних засобів (зокрема, нових типів баз даних). Усе це господарство дозволяє в реальному масштабі часу створити "ефект присутності" як у глибині образу, так і на його поверхні, аналізувати й відображати здобуті знання з різним ступенем деталізації образу, інтенсифікації прояву різних його властивостей, у різних ракурсах.

Першорядну роль у розробці проблеми "віртуальної реальності" відіграють такі особливості "людського фактора", знання про які здобуваються в результаті нейропсихолінгвістичних досліджень. До подібних особливостей належать, зокрема, обробка полісенсорної (іноді ще її називають полімодальною) інформації, адаптивний зворотний зв'язок, "погляд зсередини" на об'єкт, специфіка механізмів міжпівкульної асиметрії мозку.

При вивченні процесів сприйняття людиною знань про світ (а світ – це багаторівневе зовнішнє середовище і багатооб'єктна комунікативна система) більше уваги традиційно приділялося етапам сприйняття, формування і, звичайно, їхньому комп'ютерному уявленню. А тепер на передній план виходять проблеми розуміння й інтерпретації знань, отриманих через різні сенсорні канали (маються на увазі відтінки кольорів, шорсткість поверхні, тривимірне полізвучання тощо).

Підхід до пізнання світу, що ґрунтується на "віртуальній реальності", припускає відображення знань у "кібернетичний простір" – (cyberspace) з урахуванням специфіки людини на основі дуальної – "лівопівкульної" (логіко-комбінаторної) і "правопівкульної" (цілісної, як говорять німці, "гештальтної") стратегії обробки інформації. Відповідно до "лівопівкульного принципу" реалізуються сканування за екраном, обхід образу по контуру і логіко-комбінаторна, чисельно-аналітична та імовірнісна обробки. "Правопівкульний принцип" дозволяє здійснити цілісне охоплення вхідного паттерна на основі оцінки баї атозв'язковості.

Тому важливим фактором у створенні систем "віртуальної реальності" є використання нейромережнпх моделей. Ще однією гранню "віртуальної реальності" є формалізовані міркування суб'єкта, що ґрунтуються на його особистих уявленнях про добро і зло, красу, можливе і неприпустиме, відображення цих міркувань у cyberspace.

Подібний формальний апарат і практично повний комплекс міркувань уже розроблені Вацлавом Поляком. У Росії роботи в цій галузі ведуться рядом колективів під егідою секції "Нейроинтеллект" Російського науково-технічного товариства радіотехніки, електроніки і зв'язку їм. О. Попова. Розробляється програмне забезпечення для інтерпретації метафор, інтонаційних характеристик мови, визначення стану людини на основі міміки, а також детектування газів із суміші, екології, біотехнології.

При формуванні "віртуальної реальності" повинні, напевно, використовуватися властивості, притаманні живому мозку, наприклад, такі, як багатозв'язковість і пластичність. Тому один з підходів і заснований на вивченні взаємного впливу цих властивостей і характеристик (фізичних, геометричних, структурно-часових) у штучних нейронних системах. У конкретній реалізації моделі, очевидно, доцільно використовувати нанотехнологію. У США проблематику "віртуальної реальності" розробляють і застосовують при створенні продукції такі відомі й могутні фірми, як Intel, IBM, Apple, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Boeing, DEC, Northrop, Chrysler і нові, спеціалізовані, такі, як VPL Research, SENSEB, Fake Space Labs, SIM-Graphics.

Ось деякі конкретні види застосування "віртуальної реальності" на практиці. Фірма "Крайслер" за допомогою фірми IBM, використовуючи тривимірні окуляри-лінзи і сенсорні рукавички,

скоротала час проектування чергової моделі. Фірма "Боїнг" використовує подібний підхід для навчання робітників. Фірма "Нор-троп" прискорила проектування двигуна винищувача F-18. За допомогою комп'ютерів Macintosh, фіксуючи різні параметри, що характеризують дії спортсменів (положення, швидкість, гнучкість), уже моделюється в реальному масштабі часу їхня динаміка, що дозволяє інтенсифікувати можливості спортсменів.

У західній пресі Virtual Reality описують як нову технологію, здатну посилити можливості людського мислення. Тому на її розробку виділяються сотні мільйонів доларів. Проблематика "віртуальної реальності", як ніяка інша сфера, тісно пов'язана з результатами нейропсихолінгвістичних досліджень. У цих напрямках російська наука завжди займала передові позиції. І. Павлов і О. Ухтомсысий, І. Бериташвілі і Н. Бернштейн, Л. Виготський і Ф. Бассін (список легко можна продовжити) створили чудовий фундамент. Математичні моделі ще в 50–60-х pp. почали створювати І. Гельфанд, О. Ляпунов, М. Цетлін, С. Фомін. Це були піонерські роботи, результати яких використовувалися в усьому світі.