Résoudre le problème de la marche infinie de la réalité virtuelle avec des bottes lunaires

« Il s’agit de la continuité de l’expérience », a déclaré Brad Factor. « Il s’agit de maintenir cette immersion. Il s’agit de facilité d’utilisation et de courbe d’apprentissage : ne pas avoir besoin d’apprendre à quelqu’un comment utiliser la réalité virtuelle, mais simplement pouvoir mettre le casque et découvrir le monde virtuel naturellement. C’est une grande partie de ce sur quoi nous nous concentrons.

Factor, le fondateur et PDG d’une société appelée Ekto VR, a inventé ce qui est, en substance, une paire de grosses bottes de marche sur la lune à l’allure cyberpunk à utiliser dans des environnements de réalité virtuelle. Si Dorothy portait des pantoufles rubis pour voyager en toute sécurité à travers le pays magique et technicolor d’Oz en Le magicien d’Oz, alors l’invention de Factor est conçue pour permettre un voyage tout aussi sûr à travers la réalité virtuelle.

Vous êtes-vous déjà demandé comment il est possible de créer un scénario VR convaincant qui vous permette, par exemple, de traverser le désert du Sahara sans l’expérience douloureuse et bouleversante d’entrer en collision avec un mur de votre appartement ? Ekto VR pense avoir la réponse : enfilez une paire de bottes de simulation de l’entreprise par-dessus vos chaussures habituelles, enfilez un casque de réalité virtuelle et vous pourrez découvrir des environnements virtuels bien plus grands que l’espace physique dans lequel vous vous trouvez. re contenus à l’intérieur.

Les bottes Ekto VR fonctionnent en utilisant un ensemble de roues motorisées sur leur face inférieure, qui tournent à contre-courant de la vitesse à laquelle l’utilisateur marche. Afin d’éviter le mal des transports, les bottes permettent au porteur de faire initialement plusieurs pas en avant. Ceci est fait pour fournir les signaux vestibulaires de l’oreille interne nécessaires pour dire à leur corps qu’ils accélèrent vers l’avant. Cependant, après quelques pas, les bottes ramènent automatiquement le porteur au centre de la pièce de sorte qu’il semble marcher sur place, comme sur un tapis roulant. Pendant ce temps, l’utilisateur pense qu’il continue de progresser – et, sur la base de la scène VR qu’il vit, il le fait.

« En ce qui concerne les commentaires que nous recevons le plus dans les démos, les gens sont presque totalement convaincus – et, dans certains cas, totalement convaincus – qu’ils vont sortir de la pièce », a déclaré Factor à Digital Trends. « Les gens nous demandent, ‘Est-ce que [the boots] au? Travaillent-ils? Est-ce que je me rapproche du bord [of the room]?’ C’est vraiment comme s’ils n’avaient aucune idée de l’endroit où ils se trouvent. Ils sont immergés dans l’environnement au point qu’ils ne sont pas certains qu’ils sont toujours dans la pièce qu’ils ont commencée.

Homme marchant dans les bottes Ekto VR.

(Remarque : Digital Trends n’a pas été en mesure de mettre ces chaussures à l’épreuve nous-mêmes.)

Avant de se lancer dans la création de bottes VR, Factor était employé par Honeywell Aerospace, où il a passé huit ans à construire des systèmes de contrôle de vol pour des avions comme le Boeing 787 Dreamliner. Dans ce cas, il était responsable de certaines des technologies de base qui permettent à 200 à 300 personnes à la fois de s’asseoir, apparemment immobiles, à l’intérieur d’un grand tube métallique, avant d’émerger à des milliers de kilomètres de leur destination.

Maintenant, il travaille sur l’inverse de ce problème : garder les gens immobiles tout en faisant croire à leur cerveau qu’ils parcourent de grandes distances. S’il peut réussir au niveau commercial, il sera le premier, mais il n’est pas le seul à essayer.

Le problème de la marche sans fin

Ekto VR n’est pas la première entreprise à tenter de résoudre le problème de la marche sans fin en réalité virtuelle, parfois appelé défi LI (interface de locomotion). Les efforts en ce sens remontent au moins aux années 1980. Dans le livre de Howard Rheingold de 1991 Réalité virtuelle : la technologie révolutionnaire des mondes artificiels générés par ordinateur et comment elle promet de transformer la société, raconte l’auteur en utilisant un tapis roulant VR à l’Université de Caroline du Nord.

Associé à un casque VR, le tapis roulant a permis aux utilisateurs de parcourir une version virtuelle de Sitterson Hall, aujourd’hui siège du département informatique de l’UNC. Ce faisant, la démo VR a permis de découvrir ce que ce serait de parcourir une version tridimensionnelle et grandeur nature d’un bâtiment qui était alors encore en phase de construction.

« J’ai pu me promener dans les couloirs d’un bâtiment entier sans jamais quitter physiquement une petite pièce parce que je faisais les cent pas le long d’un tapis roulant, en m’accrochant à une paire de guidons », a écrit Rheinghold. « Quand j’ai voulu tourner à droite et que j’ai découvert ce qu’il y avait dans le couloir que je pouvais voir s’étendre dans cette direction, j’ai tourné le guidon et j’ai continué à marcher droit. Il a fallu une minute pour s’y habituer.

tapis de course virtuix omni VR
Le Virtuix Omni, qui a fait ses débuts en 2014, vise à résoudre le problème de la marche infinie via un tapis roulant omnidirectionnel plutôt que des chaussures motorisées.

Outre l’UNC, d’autres tentatives pour résoudre le problème de la marche sans fin ont été menées à l’Université de l’Utah, qui a développé une machine appelée TreadPort. Il comportait un grand tapis roulant avec un mécanisme d’inclinaison, combinant des interfaces de locomotion avec des sens visuels, auditifs et olfactifs – et même des éléments de chaleur rayonnante et de vent.

De nombreux travaux ont également été réalisés au Japon, notamment à l’Université de Tsukuba. « Je dirais que vous pourriez pointer vers chaque solution unique qui existe aujourd’hui, en particulier les solutions matérielles et dire [that researchers at the University of Tsukuba] déjà essayé », a déclaré Factor. «Ils ont fait un tapis roulant omnidirectionnel. Ils ont fait quelque chose de très similaire au point de départ que nous avions, appelé chaussures motorisées. Ils ont fait un marcheur à cordes. Ils ont essayé, genre, huit approches différentes, peut-être même plus. Je ne pense pas qu’ils aient essayé de les pousser vers l’avant [to the point of commercialization].”

Plus récemment, une solution innovante au problème de la marche sans fin a été développée par des chercheurs de Unity Technologies Japan, qui crée l’illusion d’un couloir virtuel infini à l’intérieur d’un « espace de jeu » qui mesure 16 x 22 pieds. Appelée «marche redirigée», l’approche vise à faire croire au cerveau que le sujet marche en ligne droite alors qu’en réalité, il marche dans un cercle géant.

Une autre approche, développée par des chercheurs de l’Université Stony Brook, Nvidia et Adobe, fait quelque chose de similaire sur le plan conceptuel en utilisant un HMD (affichage monté sur la tête) à suivi oculaire pour détecter les saccades des utilisateurs, les mouvements oculaires rapides qui se produisent lorsque les individus regardent à différents points de notre champ de vision – par exemple, en scannant une pièce. En « piratant » efficacement ces saccades, il est possible de rediriger le sens de marche des utilisateurs sans provoquer de vertiges ni d’inconfort.

« Nous sommes le système biologique le plus compliqué, certainement plus que n’importe quel tapis roulant par exemple, n’est-ce pas ? » Qi Sun, auteur principal de l’étude, a déclaré à Digital Trends. « Alors, pourquoi n’utilisons-nous pas la machine la plus courante, mais la plus compliquée – nous-mêmes – pour permettre ce type d’expérience que nous voulons résoudre. C’était la motivation originale de niveau supérieur de cette recherche.

Ce qui est intéressant dans la myriade d’approches pour résoudre le défi de la marche sans fin, c’est que, même plusieurs décennies plus tard, il n’y a toujours pas de solution convenue qui a poussé les chercheurs à abandonner toutes les autres. Personne n’a encore créé la solution commerciale parfaite qui éclaire clairement la voie vers l’avenir. Cela signifie que non seulement il y a encore tout à jouer en termes de propriété de ce marché, mais aussi les spécificités de l’approche adoptée.

La prochaine grande nouveauté en VR ?

La technologie d’interface de locomotion sera-t-elle la prochaine grande chose pour la réalité virtuelle ? Tout dépend si la réalité virtuelle consiste en fin de compte à créer des mondes virtuels ou simplement à fournir un nouveau type d’interface. S’il s’agit d’une interface, utilisée principalement pour des applications pratiques comme l’équivalent VR des réunions Zoom, ce type de réalisme n’a peut-être pas beaucoup d’importance. Dans ce cas, être capable de parcourir de grandes distances en VR pourrait être non seulement inutile, mais en fait préjudiciable à l’expérience utilisateur. Par exemple, une version VR du shopping n’a pas nécessairement besoin de reproduire l’expérience de marcher dans les allées et de porter un panier de plus en plus lourd. Ce serait une dégradation majeure à côté de la facilité d’achat en un clic d’Amazon.

Les bottes VR motorisées d'Ekto.

D’un autre côté, si les cas d’utilisation les plus convaincants de la VR proviennent de la création de mondes virtuels convaincants, le problème de la locomotion doit absolument être résolu. Des études après études ont montré que les sujets trouvent les environnements de réalité virtuelle plus immersifs, avec un sentiment subjectif de présence plus élevé, lorsqu’ils s’y déplacent par la marche virtuelle plutôt que, par exemple, en se téléportant entre des lieux à l’aide d’un contrôleur portable. Comme le dit une étude réalisée en 2004 par des chercheurs au Japon, la sensation de marcher affecte les «cartes cognitives des gens», la façon dont notre cerveau traite la distance et le mouvement. En bref, la marche ajoute de la vraisemblance à la réalité virtuelle qui peut inciter notre cerveau à percevoir ce que nous voyons comme réel.

Le jeu est un excellent exemple de cas d’utilisation qui ne deviendra plus convaincant que plus l’expérience se rapprochera de la réalité, mais pas seulement pour le jeu. Par exemple, si vous êtes un architecte souhaitant montrer à un client immobilier commercial à quoi ressemblera un nouveau design de centre commercial une fois construit, être capable de parcourir une version virtuelle du bâtiment (comme Rheingold l’a expliqué il y a plus de 30 ans ) serait extrêmement bénéfique.

Applications industrielles et au-delà

En ce qui concerne Ekto VR, Factor a déclaré que son entreprise visait initialement ces derniers types d’applications industrielles.

« Lorsque vous entrez dans le genre de la plus grande [VR] demandes de formation, parler de raffineries, ou de pipelines, ou de plates-formes offshore, ou d’installations de fabrication, ou d’inspections d’avions, les gens diront: « Eh bien, [we could just use an interface that teleports users around it,] » il a dit. « C’est très bien du point de vue du débit si la chose que vous optimisez a besoin de voir rapidement des zones complètement indépendantes les unes des autres. Mais nous entrons de plus en plus dans ces scénarios plus complets où vous devez faire une inspection complète de la peau de l’avion, ou pour voir comment quelque chose à la roue arrière [of a plane] se connecte à la roue avant, ou une vanne dans une usine affecte un condenseur dans une autre partie [of the building]. Ceux-ci vous obligent vraiment à mieux comprendre votre environnement [and how they spatially relate to each other.]”

Avec ces types d’applications industrielles à l’esprit, Ekto prévoit de lancer son programme bêta partenaire au cours du premier semestre 2022. En ce qui concerne les prix, Factor a déclaré que la société évaluait toujours ses options, qu’il s’agisse de proposer des kits à la vente ou à la location. Le prix exact n’a pas encore été annoncé, mais un achat initial serait probablement aux alentours de 15 000 $ à 20 000 $.

« Maintenant, évidemment, ces types de prix dont nous parlons, ils ne sont pas des consommateurs – et, dans une certaine mesure, ne conviennent même pas vraiment à la plupart des cas d’utilisation en entreprise », a déclaré Factor. « Une grande partie de cela est le faible volume à ce stade. Au fur et à mesure que nous augmentons le volume, nous nous attendons à faire baisser les coûts et les prix de manière spectaculaire. »

À terme, a-t-il déclaré, la société visera à vendre sur le marché à des prix inférieurs à 1 000 dollars, ce qui en fera une proposition plus convaincante pour les applications quotidiennes. Cela inclut la perspective d’un plus grand nombre de cas d’utilisation destinés aux consommateurs.

La marche sans fin n’est pas la seule partie absente du puzzle de la réalité virtuelle. La simulation du toucher, de l’odorat, du goût, etc., sont d’autres domaines encore à résoudre – qui commencent seulement à attirer l’attention des enquêteurs tournés vers l’avenir. Attendez-vous à en voir beaucoup plus dans les mois et les années à venir. Après tout, le battage médiatique entourant la réalité virtuelle – une partie du concept plus large d’un métaverse – n’a pas été plus chaud depuis des années.

Quelle que soit votre étiquette, nous allons passer beaucoup de temps dans des mondes virtuels, il est donc crucial de bien faire les choses.

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