Virtuális valóság karnyújtásnyira

Sokan terveztünk, álmodtunk már olyan dolgot, amit se lerajzolni, se elmondani nem tudtunk úgy, hogy más számára pontosan érthető, látható legyen. Eddig. Már nem csak fantazmagória, létezik, sőt mindenki számára elérhető a világ első teljes virtuális valóság terméke, a Leonar3Do. 2005-ben, az akkor 19 éves Rátai Dániel hat első díjat nyert a 21 éven aluli feltalálók világversenyén, az Intel-ISEF-en, Amerikában. A díjjal járó pénzből családi összefogással céget alapított, és így eséllyel indulhatott különböző pályázatokon, hogy elkészíthesse a világ legolcsóbb virtuális valóság berendezését. A mára már bolti forgalomba került

- Borzasztóan bonyolulttá tette az eddigi háromdimenziós alkalmazásokat, hogy térbeli funkciókat kellett síkbeli környezetben megoldani. A Leonar3Dóval a térbeli formákat gyorsan el lehet készíteni, és azonnal interakcióba lehet vele lépni. A jövő arra fele halad, hogy a tárgyaink nagyon hamar szoftverré fognak egyszerűsödni. Ha kitalálunk egy saját egyedi tárgyat, vagy egyszerűen letöltjük a netről, - ha azonnal kell egy kisautó, mert a gyerek összetörte -, ennek segítségével elkészíthetjük, aztán lemegyünk a sarki 3D nyomtatóhoz és percek alatt kész lesz. Mivel a 3D nyomtatók ára is rohamosan csökken, akár éveken belül mindenkinek lehet ilyen az asztalán. Nemsokára tele leszünk egyedi tárgyakkal, a környezetünk teljesen szabadon, a gondolataink szerint fog alakulni.

- A Leonar3Do ugyanaz, amivel a díjakat nyerte?

- Az első modell megalkotásához, ami szívószálból, karácsonyfaizzóból és hasonlókból állt össze, két hónap kellett, de ahhoz, hogy ebből a deszkamodellből terméket tudjunk készíteni, mindent elölről kellett kezdeni. Két év volt, mire a céget felépítettük és megtaláltuk a megfelelő embereket, és a fejlesztésekhez a megfelelő irányt. Ezután jött egy hároméves szakasz, amikor az alaptechnológiákat kidolgoztuk és a készterméket kifejlesztettük.

Mivel egy platformtechnológiáról van szó, vagyis egy olyan technológiáról, amire rá lehet építeni különböző alkalmazásokat, ehhez a teljes alkalmazás programozói felületét is létre kellett hoznunk, hogy szoftvereket lehessen rá fejleszteni. Ezt a Nemzeti Kutatási Technológiai Hivataltól nyert pályázatokból tudtuk elindítani. Jelenleg is zajlik a fejlesztés, hogy a lehető legnagyobb számú alkalmazás készüljön el a Leonar3Dóra, valamint felkínáljuk a lehetőséget a nagyobb cégeknek, hogy a saját alkalmazásukat illesszék a Leonar3Do platformjához.

Több alapcélt tűztünk ki magunk elé, amit mindenképpen teljesíteni akartunk, ahhoz, hogy a virtuális valóságot a széles közönséghez el tudjuk juttatni, és ne csak a multinacionális vállalatoknak és a kutató cégeknek legyen elérhető. Fontos volt, hogy egyszerűen installálható, és intuitív módon kezelhető legyen, hiszen nem megengedhető, hogy egy NASA diploma kelljen a használatához. Ergonómiailag is megfelelőnek kellett lennie, mert én is kipróbáltam már olyan szerkezetet, ahol ketten rakták a fejemre a hozzávaló sisakot, a kesztyűt, és hiába volt nagy élmény, az a személyzet, aki ezt felsegíti, egyáltalán nem biztos, hogy otthon is rendelkezésére áll az embernek. A méretét is jól kellett megválasztani, hiszen ezt haza kell vinni, és otthon el kell helyezni. Na, és be kell, hogy férjen a karácsonyfa alá.

- Miben különbözik ez a már meglévőktől? Attól, hogy az egyszerű felhasználó is hozzáférhet?

A virtuális valóság létezett eddig is, a különböző, piacon levő mindenféle termék, pontosabban, részelem összeházasítgatásából. Az így létre jött berendezések közel tízmillió forintnál, és szekrény nagyságnál kezdődnek. Az egyszerűbb berendezések pedig maximum térhatást képesek nyújtani. Mi azt akartuk, hogy a létrehozott virtuális világban valóságként legyünk képesek érzékeltetni a dolgokat, másrészt, ezekkel a virtuális dolgokkal a valóság mintájára interakcióba tudjunk lépni. Hiszen attól lesz valóság az, ami virtuális, hogy meg tudom nézni minden oldalról, meg tudom fogni, úgy tudok bánni vele, mintha igazi volna. Erre fejlesztettük ki a madárnak nevezett 3D egért, amit teljesen univerzálisan lehet használni: foghatok, navigálhatok, gyurmázhatok, festhetek vele, vezérelhetek vele egy játékban, és még rengeteg más funkció elvégzésére alkalmas.

- A virtuális valóság használata valóban fejleszti a térlátásunkat?

Onnantól, hogy az ősember a barlang falára rajzolt, a kőtáblán, agyagtáblán keresztül a palatábláig, a füzetig, az egész kultúránk beleszorult a síkba. Ez már természetesnek tűnik számunkra, de a gyerek számára nem. Amint elkezdődik az iskola, minden leszorul a síkra, a füzetre, a könyvre, vagy akár a sík monitorra, így ez a képességünk folyamatosan visszafejlődik. Egy magyar kutatócsoport tesztelte egy képességfejlesztő szoftverrel a gyerekek térlátását egyszerű piros-kék szemüveg használata előtt és után. Átlagosan 70%-os térlátás-növekedést figyeltek meg. Lehetetlen, hogy ilyen rövid idő alatt ennyit fejlődjön a térlátás, ha csak nem arról van szó, hogy egy már meglévő atavisztikus képesség kel életre. Vagyis a térlátás, és a térben való tájékozódás képessége velünk születik, bennünk van, visszapattintható, ha megvan hozzá az eszközünk.

- Milyen területekről keresik a Leót?

Számtalan területről vették fel velünk a kapcsolatot, mivel az általunk létrehozott virtuális valóság minderre alkalmas, csupán megfelelő szoftvert kell hozzá fejleszteni. Alapvetően három nagy területet különböztetünk meg: otthoni felhasználók, a szakmai felhasználók és az oktatás területét.

Az otthoni felhasználást a szórakozás és a gyerekek játéka mellett a tanulás és a képességfejlesztés jelentheti. A gyerekek számára ez a végtelen legózás, rajzolás lehetősége, ahol megteremthetik a saját álomvilágukat, ami valós időben azonnal működik. Bármilyen társasjátékot, stratégiai játékot, sportjátékot lehet úgy játszani az interneten keresztül a Leó segítségével, hogy két, vagy akár több gyerek is egyszerre játssza, és mindez mindegyikük számára virtuálisan látható. Egy olyan játékot is kifejlesztettünk, amiben úgy ping-pongozhatunk, hogy a partner akár a világ másik felén is lehet. Most azon dolgozunk, hogy a saját virtuális terünkben megjelenjenek a többiek, és egyszerre egy időben ugyanazon a dolgon tudjanak dolgozni, játszani. Érdekes belegondolni, hogy felnő egy generáció, aki készség szinten használja a virtuális valóságot, és már az általános iskolából kész mérnökként jön ki.

- Hogy épülhet be a virtuális valóság az oktatásba?

Ezen a téren Magyarország akár világhatalommá is válhat. Ha csak arra gondolunk, hogy a középiskolai kémia, fizika matematika-oktatást hihetetlenül érdekes élménnyé lehet tenni. Sokkal komplexebb tananyagot lehet így átadni, amire nagyon is szükség van, hiszen a természettudományos oktatással alapvető problémák vannak.

Számtalan kutatás bizonyította, hogy csak maga a 3D, az élmény, kétszeresére, háromszorosára növelheti a tanulás hatékonyságát. Miután megvan hozzá a technológia, innentől bármelyik tantárgyban használható: digitális tartalmakat lehet létre hozni, komplett tanagyagokat lehet vele készíteni, amit akár a tanár saját maga is elkészíthet a már meglévő programok segítségével, és lehet rá célszoftvereket kifejleszteni, ami az adott tanórának az anyagát mutatja be. Az említett kutatási eredmények a figyelemnövekedésről csupán a térbeli megjelenítésre vonatkoztak. Arról még kutatás sincs, mi van akkor, ha egy tényleges térbeli interakcióról van szó. Azt még megbecsülni sem tudjuk.

- Hol tart jelenleg ez a folyamat? Készülnek oktatási szoftverek?

Folyamatos tárgyalásban vagyunk, de ez egy hosszabb folyamat, hiszen egy ilyen csomagnak szinkronban kell lennie a Nemzeti Alaptantervvel, módszertant, tananyagokat kell kidolgozni, és el kell készülniük a digitális tartalmaknak. Az egész alapjait kell most letenni. Ezzel viszont átléptünk abba a kategóriába, ahol nagyon sok minden nem csak rajtunk múlik. Próbáljuk összerakni, hogy lehető leghamarabb a közoktatásba bekerüljön a virtuális valóság, amivel a világ oktatási metodikájának megreformáló országa lehetünk. Mindenesetre 2008-ban a kaliforniai Tech Museum nemzetközi zsűrije a Leonar3Dót a világ öt legjelentősebb innovációja közé sorolta edukációs kategóriában, 2009 decemberében pedig a Magyar Rektori Konferencia védnökséget vállalt az oktatási projektünk felett.

- Milyen szakmákból érdeklődnek a virtuális valóság iránt?

Számtalan területről érdeklődnek szakmai felhasználók, akik vagy a konkurenciával szembeni előnyszerzés miatt, vagy egyszerűen csak a saját munkájuk felgyorsítására használják. Mint minden korszakváltásra, erre is igaz, hogy akik legelőször lépnek és kezdik használni az új eszközt, azok tudnak igazán a piacon erős pozícióba kerülni.

Hatalmas lehetőséget kínál az egészségügy területén. A képalkotó eszközök CT, MRI, ultrahang, képeinek láttatása, illetve a látott kép alaposabb értelmezésére nyílik lehetőség azáltal, hogy a képeket térben minden oldalról megfigyelhetjük, de ezen kívül lehetőség van arra is, hogy csak bizonyos funkciókat mutasson, pl. csak az ereket, vagy a helyi interakciókat. Képes az anyag sűrűségét kimutatni, vagyis érzékelni, melyik csont, melyik kötőszövet, és milyen jellegű elváltozás található.

Az egészségügyben nagyon sok részterületen alkalmazható: műtéti modellezések, implantológia, fogászat, de alkalmas lehet térbeli konzíliumok szervezésére is. Az orvos-beteg kommunikációban is nagyon hasznos eszköz lehet arra, hogy az orvos láttatni tudja a beteggel, mi következik a műtét során. Ha egy orvosnak térprotézis-formára van szüksége, ezt percek alatt el tudja készíteni a megfelelő adatok alapján, és nem kell értenie a grafikus szakmához. Az sem véletlen, hogy éppen a Semmelweis Egyetem határozott úgy, hogy a Leonar3Do képességeire építve elsőként a világon létrehozza 3DVR kognitív laboratóriumát, és most kezdődik a szoftverfejlesztés.

A Leonar3Do minden területen, szakmában alkalmazható, akár a mérnöki, művészeti területeken, animáció-készítésben, modellezésben, mindenhol, ahol síkbeli, tehát egérrel történő 3D-s tervezés eddig is jelen volt. A döntő különbség, a virtuális térben nem kell a tárgyat különböző perspektívákban lerajzolnunk, elég csak odakattintani, és megforgatni, megmutatni az alkotásunkat. Onnantól, hogy a virtuális valóságot, a háromdimenziós teret igénybe tudjuk venni, gyorsabban lehet dolgozni, ráadásul kevesebb a hibázási lehetőség is. A háromdimenziós modellezés világát teljesen új irányba lehet kinyitni.

A Képzőművészeti Egyetem is vásárolt a Leonar3Dóból és már használják is. Előd Ágnes végzett kutatásokat, és kiderült, hogy átlagosan 20 perc hozzászokás után 3-10 perc alatt készítettek a diákok szobrokat. Nem csak a jelenlegi modellező módszereknél, vagy a materiális formázásnál gyorsabb, de még a papírra történő skiccelésnél is. Ráadásul utána komplett 3D modellünk van, amiből pillanatok alatt elkészíthető a szobor műanyagból, így lerövidül az elkészítés ideje hetekről, hónapokról, szinte percekre.

- Elképzelhető, hogy nemsokára virtuális kiállításokat láthatunk?

Ez nagyon valószínű. Bármelyik múzeumban létrehozható ilyen kiállítás. Ehhez elsősorban a Leó „nagytestvére”, a Projektoros LeoConf kínál jó lehetőséget: a vászon előtt megjelenő virtuális valóság élményét egyszerre akár száz látogató is élvezheti. Ez a termékünk teljesen új, még a weblapunkra sem tettük fel a promóciós anyagokat. De akár az interneten is működhet virtuális múzeum.

- Az autó-formatervezés, az egykor álom felülíródott?

Ez tinédzser koromban volt az álmom. Ahogy tudatosult bennem, hogy olyan dolgot is csinálhatok, ami közvetve egy egész kultúrát változtathat meg, egyre inkább úgy gondolom, az autó-formatervezés ehhez képest, öncélú dolog. Meg nincs is rá időm. Egy életre előre megvan, mit kellene csinálnom. 15 éves korom óta írok programokat, akkor készítettem el az elsőt az iskolában, és onnantól kezdve valahogy minden sikerült. Bármit kitaláltam, hogy lekódolom, minden működött. Egyszer elhatároztam, hogy nyári szünetben gázáramlás-szimuláló algoritmust készítek. Nyár végére megvolt az első verzió, amit a bátyám gépén írtam meg, de miután leformatálta a gépét, elveszett. Szerencsére, mert utána egy még jobbat írtam. Ezt a „projektemet” függesztettem fel, a Leó érdekében.

- Mi az, ami annyira érdekli a gázáramlás-szimulációban?

Ez a probléma nagyon komplikált. A mérnököknek bizonyos szituációban le kell szimulálniuk a levegő áramlását, tárgyak körül, pl. egy épületnél, hogy ne jöjjenek létre olyan veszélyes turbulenciák, amelyek ledönthetik az egész építményt, vagy éppen felboríthatnak egy babakocsit. De rengeteg ilyen példa van járműiparból, szellőző berendezések tervezésén át az időjárás-előrejelzésig.

A szimulációt kétféle módon végezhetik el, egy szélcsatornában, vagy pedig számítógépen, ami egyfelől sokkal olcsóbb, másrészt a tér minden pontjához hozzáférést biztosít. Az algoritmusoknak viszont megvan a korlátjuk, mert csak merev tárgyak esetében tudják hatékonyan leszimulálni az áramlást, de pl. leváló alkatrészek, vagy pláne egy kibomló ejtőernyő esetében ez jelenleg lehetetlen. Az eljárás, amit kitaláltam, ha minden stimmel, ezt is tudná szimulálni, sőt egy fokkal gyorsabban is, mint a már meglévők.

A gázáramlás-szimuláció volt az első, amire olyan algoritmust írtam, ami több mint három dimenziós volt. Ezzel rengeteg időt töltöttem el. És amikor az embernek először kezd el egy négydimenziós térparticionáló algoritmusa működni, az fantasztikus. Azt láttam, hogy le tudom írni, el tudom képzelni, létezik, de valamiért az idegsejtjeim csak a három dimenziót tudják grafikailag leképezni. Ez az extázis hozta magával a következő kérdést, a következő feladatot. Nagy élmény volt, és remélem, majd egyszer meg tudom csinálni. Ha működne, ami már a fejemben összeállt, akkor az is forradalmasíthatna egy területet, csak most nincs néhány hónapom, hogy lekódoljam. A Leónak teljes elsőbbsége van, egyelőre leköti minden figyelmemet és energiámat. Úgyhogy az áramlás-szimuláció még be van tolva a fiókba a többi ötlettel együtt.

- A fejlesztés nem áll meg. Vége lesz egyszer?

Egyszer a világnak is vége lesz. Ezzel úgy vagyok, mint a teniszező: mindig a következő labdamenetre kell koncentrálni. Azt tudom, hogy mit akarok elérni az életemben az életemmel, de hogy mikor minek jön el az ideje, az mindig egy sokváltozós egyenlet.

- Motiváló, vagy inkább nyomasztó a felelősség?

Kettős. Nem szabad tőle sem menekülni, sem megbénulni, és akkor motiválja az embert. Gondolom, hasonló lehet ez a szülői felelősséghez. Az ember felelős azért, amit létrehozott, de nem akarhatja zsarnoki módon irányítani a sorsát. Ha például megkeresnek a pornóiparból, akkor azt köszönöm, nem. De ugyanakkor ott van a lehetőség, ott vannak a kapuk, amiket kinyitottunk, és ahova a munkatársaimmal együtt szívvel-lélekkel toljuk be a munkát, akár napi 16 órában. A késsel lehet kenyeret vágni és gyilkolni. Ilyenfajta felelősséget nyilván nem vállalhatunk magunkra, ezt az élet majd elrendezi a maga módján. Ha ezt értjük a felelősség alatt.