Костюм виртуальной реальности

Костюм виртуальной реальности (универсальный симулятор) — экзоскелетный интерфейс для управления человекоподобным аватаром в Метавселенных через тактильно-силовую обратную связь в радиусе не более 6000 км от сервера при задержке управления (связь + её дешифровка + работа сервера + работа приводов) аватаром не более 0,1сек.

Находится в стадии проектирования.

Описание[править]

3D-кардан

Электродистанционный интерфейс экзоскелета

Костюм виртуальной реальности – экзоскелет с пропорциональными датчиками сил, углов и приводами рук, ног внутри трехосного кардана + 3D-картинка шлема виртуальной реальности + 3D-звук. 3D-кардан с датчиками угла и приводами передает пользователю векторы сил, ускорения, моменты действующие на тело аватара в 3 осях виртуального пространства. Костюм виртуальной реальности это другими словами электродистанционный экзоскелетный интерфейс подвешенный внутри 3D-кардана.

Силовая обратная связь костюма виртуальной реальности передает в обе стороны:

углы (перемещения)
угловые скорости (скорости перемещения)
силы (моменты)
скорости изменения сил (скорости изменения моментов)

Пропорциональные датчики угла, силы плавно меняют выходной сигнал пропорционально входному действию.

При работе через интернет трафик силовых каналов костюма виртуальной реальности не превышает 10 Кб/сек. Это на порядки меньше трафика видеоканала или (при наличии) тактильного канала полнофункциональной (функции аналогичные техническим параметрам кожи среднестатистического человека) виртуальной кожи виртуального аватара.

В костюме виртуальной реальности человек жмет датчики силы экзоскелетов рук, ног. Датчики включив привод убегают от человека, обнуляя его силу, двигая руками (ногами) аватара. Приводами экзоскелетов виртуальная среда управляет человеком, если его сила меньше силы от стен или других тяжелых виртуальных объектов.

Системы приводов костюма виртуальной реальности[править]

Костюмы виртуальной реальности по типу управления аватаром делят на:

Однодатчиковые костюмы виртуальной реальности: привод держит постоянной силу датчика-1 силы экзоскелета руки (ноги) костюма виртуальной реальности. Привод включает переход силы за верхний или нижний порог датчика-1. Обратный переход порога выключает привод. Вместо датчика-2 для обратного движения руки – короткоходная пружина.
Двухдатчиковые костюмы виртуальной реальности: привод включает превышение порога разности сил датчика сгибания и датчика разгибания руки. Обратный переход порога выключает привод.

Скорость привода костюма виртуальной реальности прямо пропорциональна:

скорости изменения силы
величине перехода силы за порог датчика силы

Составляющие элементы костюма виртуальной реальности[править]

Разными фирмами мира изготовлены все составные элементы костюма виртуальной реальности, созданы протоколы передачи информации силовой обратной связи с аватаром виртуальной реальности.

Шлем виртуальной реальности[править]

Сферический экран шлема виртуальной реальности. Стереокартинка без очков. Векторы звуков передает многоканальная акустическая система шлема виртуальной реальности. Чтобы не гнать обратной связью 150кадр/сек из-за задержки «наклон головы – смена картинки» шлем виртуальной реальности закреплен в зажимной раме туловища.

Сферический экран шлема виртуальной реальности предполагается максимально возможного (руки пользователя снаружи экрана, чтобы не попали в кадр) диаметра для снижения вероятности морской болезни: головных болей, быстрой утомляемости пользователя от несоответствия (для мозга человека) расстояния «глаз – объект на экране» расстоянию до этого объекта в виртуальной реальности.

Перчатка-экзоскелет[править]

→ Перчатка виртуальной реальности

Перчатка-экзоскелет Festo

Перчатка-экзоскелет. НПО «Андроидная Техника»

Сложная часть костюма виртуальной реальности – это перчатка-экзоскелет с силовой обратной связью с кистью руки виртуального аватара. Подобную технологию в 2012г демонстрировала семейная фирма Festo: человек перчаткой-экзоскелетом силовой обратной связью по проводам управлял кистью руки робота.

Перчатка-экзоскелет фирмы «Андроидная Техника» может управлять кистью руки аватара силовой обратной связью по радиоволнам или встречными модулированными лазерными лучами.

Пример современной перчатки виртуальной реальности – перчатка HaptX Gloves от фирмы HaptX. В ней есть силовая и тактильная (на кончиках пальцев) обратная связь, матрица-передатчик тактильной обратной связи.

При управлении через перчатку виртуальной реальности кистью аватара в виртуальной реальности, роль матрицы-приемника тактильной обратной связи играет чувствительная виртуальная кожа аватара. Тактильный сигнал с виртуальной кожи аватара для перчатки пользователя симулирует софт компьютерной игры.

При управлении через перчатку виртуальной реальности кистью реального робота-андроида, матрицы-приемники тактильной обратной связи расположены на поверхности пальцев и ладони кисти андроида.

Области применения[править]

Общественную потребность в костюме виртуальной реальности создает быстро растущий мировой рынок многопользовательских интернет-игр. Домашний костюм виртуальной реальности создаст эффект полного силового участия человека через интернет-сайт в виртуальном мире Метавселенной, неотличимой от реального мира.

Пользователь домашнего костюма виртуальной реальности сможет заниматься альпинизмом на Земле, на других планетах по цифровым картам, параметрам (трение, твёрдость, прочность, сыпучесть, температура, теплопроводность) симулируемой среды. Виртуальные путешествия в любое небесное тело Галактики или внутри тела человека (выбор пользователем масштаба).

Турсайты: виртуальные путешествия в любую точку планеты, хоть на дно Марианской впадины (в образе андроида) с полным использованием её базы данных. Виртуальная машина времени воспроизведет для пользователя: участие в любом событии Истории, общение с её персонажами: играют актеры, волонтеры с сайтов.

Виртуальная машина времени воспроизведет для пользователя: участие в любом событии Истории, общение с её персонажами: играют актеры, волонтеры с сайтов. Международный протокол виртуального мира соединит пользователей в сеть «Матрица»: сеть общения виртуального мира, неотличимого от реального. В «Матрица» актеры симулируют для остальных пользователей известных исторических и современных личностей с разных стран в соответствующих виртуальных декорациях. Платные пользователи «Матрица» смогут общаться с известными историческими и современными личностями, путешествовать с ними, заниматься с ними сексом.

Чтобы виртуальные известные личности не встретились с самим собой, Международный протокол виртуального мира «Матрица» организует Параллельные Вселенные (выбор пользователя).

Игры, путешествия в домашнем костюме виртуальной реальности в виртуальное будущее: хоть многопользовательские звездные войны Галактических империй: сотни миллионов пользователей-участников одновременно играют в грандиозной по масштабам игре за или против других пользователей-участников.

Костюм виртуальной реальности — это Костюм для входа в Метавселенную.

Костюм телеприсутствия разрабатываемый российской фирмой «Андроидная техника» планируют применить как костюм виртуальной реальности для управления аватаром виртуальной реальности, как универсальный симулятор. Мировой рыночный потенциал домашнего костюма виртуальной реальности, как средства управления аватаром виртуальной реальности многопользовательских игровых, познавательных, профобразовательных (универсальный симулятор) и рекламных сайтов, обещает превзойти мировой рыночный потенциал автомобиля (сегодня 60 % мировой промышленности).

Задержка управления[править]

Задержка управления аватаром виртуальной реальности равна времени задержки приводов костюма виртуальной реальности при передаче оператором сигнала аватару + время передачи сигнала по линии связи к аватару + время вычисления реакции аватара компьютером сервера + время передачи сервером сигнала о выполненном аватаром движении по линии связи к оператору + время задержки отработки приводами костюма виртуальной реальности сигнала от аватара.

Задержка управления аватаром виртуальной реальности в сайтах интернета равна удвоенному времени передачи сигнала в одну сторону + удвоенное время работы приводов костюма виртуальной реальности + время вычисления реакции аватара компьютером сервера.

Для реверсивных машин (костюм виртуальной реальности) задержка управления приводом это половина времени цикла «разгон – торможение – реверсивный разгон – торможение» с учетом упругих деформаций, люфтов машины.

Наименьшее время задержки управления аватаром через интернет обеспечивает бессерверная обратная связь.

Главная проблема – задержка управления аватаром от недостаточного быстродействия приводов экзоскелетного интерфейса – в 21 веке решена в конструкции привода андроида Хонда Азимо: маховик (ротор электромотора на постоянных максимальных оборотах) + магнитореологическая муфта сцепления + редуктор. Магнитореологическая муфта сцепления андроида Азимо соединяет маховик с редуктором за 0,02сек, что соответствует техусловиям обратной связи «костюм виртуальной реальности – аватар виртуальной реальности», определяемыми физиологией человека.

Требуемую физиологией (безопасное пользование без обучения) задержку управления аватаром не больше 0,1сек, определяет средняя частота (альфа-ритм мозга) опроса мозгом пропорциональных биодатчиков силы, удлинения мышц человека 10Гц.

Задержка управления реальным андроидом через костюм виртуальной реальности больше, чем при управлении аватаром виртуальной реальности: в задержку управления виртуальным аватаром не входит задержка работы приводов андроида.

Рыночные аналоги костюма виртуальной реальности[править]

По конструкции, софту, мощности приводов и системе каналов силовой обратной связи костюм виртуальной реальности ближе всего к автосимуляторам на подвижной платформе, но по размерам вдвое больше, себестоимость производства примерно в 6 раз больше. Костюм виртуальной реальности это универсальный симулятор, поэтому емкость (количество ежегодно продаваемых товаров) мирового рынка костюмов виртуальной реальности оценивается в тысячи раз больше, чем сегодня у автосимуляторов на подвижной платформе.