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I ricercatori hanno sviluppato un’applicazione di realtà virtuale in cui una gamma di strumenti di modellazione 3D può essere aperta e controllata utilizzando semplicemente il movimento della mano dell’utente.
I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno utilizzato l’apprendimento automatico per sviluppare “HotGestures”, analoghi ai tasti di scelta rapida utilizzati in molte applicazioni desktop.
HotGestures offre agli utenti la possibilità di costruire figure e forme nella realtà virtuale senza dover mai interagire con un menu, aiutandoli a rimanere concentrati su un compito senza interrompere il filo dei pensieri.
L’idea di poter aprire e controllare strumenti nella realtà virtuale è stata per decenni un cliché cinematografico, ma i ricercatori affermano che questa è la prima volta che una tale capacità “sovrumana” è stata resa possibile. I risultati sono riportati sulla rivista Transazioni IEEE su visualizzazione e computer grafica.
La realtà virtuale (VR) e le applicazioni correlate sono state pubblicizzate per anni come rivoluzionarie, ma al di fuori dei giochi, la loro promessa non si è pienamente concretizzata. “Gli utenti acquisiscono alcune qualità quando utilizzano la realtà virtuale, ma pochissime persone vogliono usarla per un lungo periodo di tempo”, ha affermato il professor Per Ola Kristensson del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge, che ha guidato la ricerca. “A parte l’affaticamento visivo e i problemi ergonomici, la realtà virtuale non offre nulla che non si possa ottenere nel mondo reale.”
La maggior parte degli utenti di software desktop avrà familiarità con il concetto di tasti di scelta rapida: scorciatoie di comando come ctrl-c per copiare e ctrl-v per incollare. Sebbene queste scorciatoie omettano la necessità di aprire un menu per trovare lo strumento o il comando giusto, si basano sul fatto che l’utente abbia memorizzato il comando corretto.
“Volevamo prendere il concetto dei tasti di scelta rapida e trasformarlo in qualcosa di più significativo per la realtà virtuale, qualcosa che non si basasse sul fatto che l’utente abbia già una scorciatoia in testa”, ha affermato Kristensson, che è anche co-direttore di il Centro per l’intelligenza artificiale di ispirazione umana.
Invece dei tasti di scelta rapida, Kristensson e i suoi colleghi hanno sviluppato “HotGestures”, in cui gli utenti eseguono un gesto con la mano per aprire e controllare lo strumento di cui hanno bisogno in ambienti di realtà virtuale 3D.
Ad esempio, l’esecuzione di un movimento di taglio apre lo strumento forbici e il movimento di spruzzatura apre lo strumento bomboletta spray. Non è necessario che l’utente apra un menu per trovare lo strumento di cui ha bisogno o per ricordare un collegamento specifico. Gli utenti possono passare facilmente da uno strumento all’altro eseguendo gesti diversi durante un’attività, senza dover mettere in pausa il proprio lavoro per sfogliare un menu o premere un pulsante su un controller o una tastiera.
“Comunichiamo tutti usando le mani nel mondo reale, quindi aveva senso estendere questa forma di comunicazione al mondo virtuale”, ha affermato Kristensson.
Per lo studio, i ricercatori hanno costruito un sistema di riconoscimento dei gesti della rete neurale in grado di riconoscere i gesti eseguendo previsioni su un flusso di dati dell’articolazione della mano in entrata. Il sistema è stato creato per riconoscere dieci diversi gesti associati alla costruzione di modelli 3D: penna, cubo, cilindro, sfera, tavolozza, spruzzo, taglio, scala, duplica ed elimina.
Il team ha condotto due piccoli studi in cui i partecipanti hanno utilizzato HotGesture, comandi di menu o una combinazione. La tecnica basata sui gesti ha fornito scorciatoie rapide ed efficaci per la selezione e l’utilizzo degli strumenti. I partecipanti hanno trovato HotGestures distintivo, veloce e facile da usare, oltre a integrare l’interazione convenzionale basata su menu. I ricercatori hanno progettato il sistema in modo che non vi fossero false attivazioni: il sistema basato sui gesti era in grado di riconoscere correttamente cosa fosse un comando e cosa fosse un normale movimento della mano. Nel complesso, il sistema basato sui gesti era più veloce di un sistema basato su menu.
“Non esiste attualmente alcun sistema VR disponibile in grado di farlo”, ha affermato Kristensson. “Se usare la realtà virtuale è come usare una tastiera e un mouse, allora che senso ha usarlo? Deve darti poteri quasi sovrumani che non puoi ottenere altrove.”
I ricercatori hanno reso pubblicamente disponibili il codice sorgente e il set di dati in modo che i progettisti di applicazioni VR possano incorporarli nei loro prodotti.
“Vogliamo che questo diventi un modo standard di interagire con la realtà virtuale”, ha affermato Kristensson. “Abbiamo utilizzato per decenni la vecchia e stanca metafora dello schedario. Abbiamo bisogno di nuovi modi di interagire con la tecnologia e riteniamo che questo sia un passo in quella direzione. Se eseguita correttamente, la realtà virtuale può essere magica.”
La ricerca è stata supportata in parte dall’Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), parte del UK Research and Innovation (UKRI).
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