Il nostro corpo e quindi i nostri sensi, sono abituati fin dalla nascita ad interagire con tutto ciò che ci circonda. Con la nascita dell’elettronica prima e dell’informatica poi si cominciò anche a parlare di come poter creare dei “mondi paralleli” e intorno alla metà degli ’50 cominciarono degli studi specifici su come stimolare i sensi attraverso delle simulazioni; queste simulazioni di ambienti avvenivano mediante degli stimoli multisensoriali e gli studi produssero un progetto sfociato nella costruzione di un sofisticato, per l’epoca, macchinario denominato Sensorama.
ll primo esempio invece di realtà digitale per come la conosciamo oggi, è stato realizzato alla fine degli anni ’60 con gli studi compiuti da Ivan Sutherland nell’Università dello Utah e che ha permesso la costruzione del primo visore di realtà virtuale.
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Cos’è la Realtà Virtuale?
Ma che cosa è realmente la Realtà Virtuale? Quali sono gli sviluppi e gli ambienti in cui la VR (Virtual Reality) già dà e potrà maggiormente dare in futuro un contributo di sviluppo significativo? Per poter rispondere alla prima domanda bisogna premettere che fondamentalmente la Realtà Virtuale è un ambiente esclusivamente digitale creato da uno o più computer che simula la realtà effettiva e la ricrea in modo non tangibile e che viene veicolato ai nostri sensi mediante delle console che consentono una interazione in tempo reale con tutto ciò che viene prodotto all’interno di tale mondo; questo scambio di dati è permesso da dispositivi informatici, per la maggior parte visori per la vista, guanti per il tatto ed auricolari per l’udito, e consentono una immersione completa nella simulazione creata in modo tridimensionale e dinamico accedendo a tutta una serie preordinata di contenuti che vengono esplorati in modo da costruire un vero e proprio mondo parallelo verosimile. Come già detto, agli inizi degli anni sessanta ci fu il primo approccio realistico con una realtà digitale; Sensorama si può definire infatti il primo e finora unico dispositivo di Realtà Virtuale completo in quanto riusciva a stimolare tutti e 5 i sensi (con immagini stroboscopiche per la vista, altoparlanti per l’udito, aromi ed odori per l’olfatto ed il gusto, flussi di aria attraverso il viso ed il collo ed un manubrio per le mani e le braccia per il tatto; era inoltre corredato da una poltroncina dotata di contrappesi e leve per le sensazioni di ondeggiamento del corpo e dell’equilibrio; attualmente si sta dando invece una notevole importanza alla vista anche in considerazione del fatto che questa viene considerata il senso dominante, motivo per cui tutti gli ambienti virtuali sono sviluppati con qualità visive altissime, capaci quindi di proporsi anche come sostituti effettivi della realtà. Bisogna inoltre considerare che la Realtà Virtuale si suddivide in immersiva e non immersiva:
nel primo caso l’utente viene completamente isolato dall’ambiente esterno e viene trasportato nella realtà parallela riprodotta e in essa viene assorbito completamente grazie anche ad un insieme complesso di accessori che integrano i visori professionali come ad esempio l’Oculus Rift;- nel secondo caso invece l’ambiente ricreato digitalmente ha un minore impatto emotivo sul soggetto che è all’interno dello gstesso e questo avviene anche a causa della qualità dei visori: nel Samsung Gear VR, ad esempio, è lo smartphone a servire da schermo in cui si ricrea l’ambiente virtuale, che è inserito in un apposito alloggiamento all’interno del visore.
L’architettura della Realtà Virtuale
L’architettura necessaria per poter usufruire in maniera completa della Realtà Virtuale è composta da visori che abbiano determinate caratteristiche quali ad esempio un campo visivo dai 100 ai 110 gradi, un frame rate (frequenza di immagini proiettate al secondo) compreso tra un minimo di almeno 60fps ed un massimo di 120fps per evitare una visione a scatti fastidiosa agli occhi, un giroscopio che consenta, insieme ad un accelerometro ed ad un magnetometro, il cosiddetto Head Tracking ovvero lo spostamento dell’immagine seguendo esattamente i movimenti del capo lungo i quattro punti cardinali e con tempi di risposta dai cinquanta millisecondi ai trenta millisecondi. Tutto questo è sviluppato volutamente per far si che l’utente possa interagire e “vivere” all’interno della realtà virtuale ed nel mondo reale quando sentiamo un rumore, giriamo il nostro sguardo verso la fonte del suono; questo nella Realtà Virtuale è permesso sia dalla presenza all’interno del visore di un sistema audio professionale multicanale che offra la sensazione di suoni che provengono da tutte le direzioni e che consentano il cosiddetto effetto doppler (con l’aumentare del suono in avvicinamento ed il diminuire in allontanamento), sia da un sofisticato sistema di puntamento ad infrarossi che consente di leggere il movimento oculare (il cosiddetto eye tracking) rendendo ancora più realistica l’immersione nell’ambiente virtuale mediante la creazione della profondità di campo.
Realtà Virtuale VS Realtà Aumentata
In molti casi si confonde la Realtà Virtuale con la Realtà Aumentata; quest’ultima infatti è un arricchimento ed un potenziamento della percezione del mondo reale mediante una serie di contenuti digitali e di input aggiuntivi che consentono (sempre in tempo reale) di avere una conoscenza più approfondita dell’ambiente che ci circondano di una specifica parte di esso e soprattutto, non essendo immersiva come la Realtà Virtuale, non ha obbligatoriamente bisogno di visori specifici ma può essere tranquillamente osservata sui dispositivi di uso quotidiano come gli smartphone o su appositi schermi (come nel caso degli accessori per automobili). La Realtà Virtuale è quindi, insieme al Cloud (di cui può sfruttare l’infrastruttura), all’Intelligenza Artificiale (di cui sfrutta i meccanismi di Machine Learning) ed ai Big Data (di cui sfrutta la mole di dati e gli algoritmi di filtro e ricerca), la nuova frontiera dello sviluppo software; un esempio molto famoso di collaborazione tra queste infrastrutture è stato il gioco interattivo di Realtà Aumentata dei Pokemon della Nintendo che ha sfruttato la scalabilità del Cloud e gli algoritmi profilativi dei Big Data per dare la possibilità ai cacciatori di visualizzare i Pokemon in tempo reale. La capacità della Realtà Virtuale di riprodurre qualsiasi tipologia di ambiente reale consente un approccio molto dinamico della stessa alle problematiche reali ed in questo modo è in grado di proporsi ad ogni tipologia di mercato nonché a soddisfare qualsiasi tipologia di richiesta.
Applicazioni della Realtà Virtuale: medicina, architettura e moda.
Per spiegare meglio questo concetto di adattabilità, facciamo 3 esempi di applicazione della Realtà Virtuale in tre ambiti molto distanti tra di loro: la medicina, l’architettura e la moda.
Nel campo medico la Realtà Virtuale sta diventando uno strumento non soltanto formativo, ma anche terapeutico ed operativo, con l’epilogo più famoso ad aprile di un anno fa al Royal London Hospital dove si è svolta in collegamento con L’India la prima operazione chirurgica della storia in VR trasmessa in tempo reale; nel campo della riabilitazione sia fisica che quella cognitiva, la Realtà Virtuale grazie alla sua enorme capacità di poter simulare passi giornalieri con livelli di complessità crescenti consente di poter effettuare una sorta di allenamento personalizzato del paziente all’interno di un sistema sicuro e controllato accompagnandolo dall’inizio della patologia (come ad esempio un incidente od una malattia) fino ad un graduale reinserimento all’interno della società. Nel campo operatorio la Realtà Virtuale (e soprattutto la Realtà Aumentata) permettono di operare in situazioni molto difficoltose e di alta pericolosità quali ad esempio quelle comprese tra il cervello e il busto; sfruttando la terza dimensione vi è la possibilità di osservare dettagli non visibili a occhio nudo grazie ad una esocamera manovrata dal chirurgo e tramite le immagini che vengono amplificate su un monitor, esso può agire con maggior precisione limitando la zona dell’intervento e aumentando sia l’efficacia dell’operazione sia un recupero più rapido del paziente. Nel campo medico la Realtà Virtuale consente inoltre di avere una gamma di strumenti molto approfondita per una diagnosi ancora più precoce delle patologie neurodegenerative come di chi soffre di Alzheimer o di Parkinsons mediante una riattivazione neurosensoriale basata su ricordi di avvenimenti vissuti realmente nel passato. Un altro aspetto di importanza fondamentale della Realtà Virtuale in medicina è nel campo della formazione, dell’addestramento e dell’aggiornamento; la capacità della VR di poter ricreare fedelmente ambienti consente infatti agli studenti di simulare interventi e operazioni di ogni tipo o diagnosi senza dover intervenire direttamente sul paziente ma in modo altrettanto realistico; per fare un esempio un osteopata può tranquillamente agire sulla colonna vertebrale del paziente virtuale senza rischiare di renderlo paraplegico, oppure uno specializzando in chirurgia può, nelle prime volte, effettuare tutto un intervento, dall’anestetizzazione alla ricucitura e molto altro ancora in Realtà Virtuale.
Un altro campo in cui la Realtà Virtuale ha preso piede in modo preponderante è la progettazione edile, sia di costruzione sia di ristrutturazione che di interni, con una netta distinzione ed integrazione tra la progettazione in 2 dimensioni, in CAD ed in VR; nel primo caso si guarda come dovrebbe essere il risultato dell’idea tramite software di progettazione mentre con la Realtà Virtuale si vive il risultato; in questo modo si evitano quelle spiacevoli sensazioni di diversità tra l’idea originaria ed il risultato reale quali ad esempio il posizionamento dei mobili richiesti dal cliente o l’installazione di un certo tipo di illuminazione. Grazie a software di rendering 3D di tipo immersivo inoltre si può già costruire ed esplorare palazzi e abitazioni virtuali prima dell’inizio della costruzione, in modo da poter verificare eventuali deficit progettuali evitando costose modifiche.
L’ultimo esempio riguarda il campo della moda dove invece la realtà virtuale consente di poter indossare gli abiti con gli accessori ad essi correlati prima di acquistarli e senza avere quella fastidiosa (per alcuni) necessità di passare a provarli all’interno di un camerino scorrendo tutto il magazzino del negozio, e senza avere l’angoscia di trovare la taglia giusta. Nella moda trova molto spazio la Realtà Aumentata soprattutto per la sua minore necessità di potenza delle infrastrutture: invece dei visori vi sono gli occhialini muniti di telecamera che consentono, ad esempio, di vedere un determinato modello di vestito in molteplici forme e colori semplicemente guardando la modella che è posizionata di fronte.
Realtà virtuale e Intelligenza Artificiale: c’è da preoccuparsi?
Proprio la moda potrebbe essere il braccio di un progetto futuristico: unire la Realtà Virtuale con l’Intelligenza Artificiale, ovvero la possibilità di inserirsi in un mondo virtuale che è sempre in continua evoluzione e che modifica ad esempio il proprio spazio in considerazione di quello che indossiamo (se stiamo in costume l’ambiente è una spiaggia, se stiamo in giaccone l’ambiente proposto sarà una montagna).
Il connubio tra Intelligenza artificiale e Realtà Virtuale su piattaforme di Cloud Computing è quindi già un qualcosa di molto vicino alla realizzazione di quello che fino a pochi anni fa era solo il frutto di un’immaginazione cinematografica fantascientifica. C’è da preoccuparsi? Ogni nuova tecnologia ha i suoi lati oscuri e, soprattuto all’inizio della sua storia, ha detrattori che immaginano catastrofici cambiamenti, ma l’innovazione e la ricerca fanno parte integrante della natura umana: è il modo in cui si utilizzano le varie scoperte che le fanno diventare utili, dannose o pericolose; nel caso della Realtà Virtuale il pericolo maggiore (soprattutto se associato all’Intelligenza Artificiale) potrebbe essere quello di un graduale distacco dalla realtà quotidiana in favore di un mondo che segue sempre i nostri desideri ma la contempo permette di avere degli strumenti impensabili che consentono un notevole guadagno nella qualità della vita.