Viisautta virtuaalimaailmoihin ja lisättyyn todellisuuteen/Virtuaalimaailmojen ja lisätyn todellisuuden tulevaisuus

Kohteesta Wikikirjasto
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Mihin suuntaan virtuaalimaailmat ja lisätty todellisuus tulevaisuudessa kehittyvät? Kristallipalloa ei meiltä tämän wikikirjan kirjoittajilta löydy, mutta tarkastelua voidaan tehdä suhteessa jo havaittavissa oleviin trendeihn ja näiden teknologioiden lähiteknologioihin.

Yksi mahdollinen tai ainakin osittainen kehityskulku virtuaalimaailmojen ja lisätyn todellisuuden sovelluksissa on niiden konvergoituminen paitsi toisiinsa, myös muihin teknologioihin. Toivottavaa ja oletettavaa on, että tällöin sisältö tulee olennaiseksi tähän asti pitkälti vallinneen teknologiavetoisen kehityskulun sijasta. Myös seuraavassa, virtuaalimaailmojen tulevaisuutta luotaavassa luvussa nostetaan esiin samankaltaisia mahdollisia kehityskulkuja. Jo nyt on paljolti havaittavissa siirtymistä pois tekstipohjaisista ympäristöistä ja visuaalisemman median suosion kasvu. Älypuhelimista on tullut laitteita joilla luetaan QR-koodeja tai lisätyn todellisuuden referenssikuvia ja paikkatietoja, joiden pohjalta päästään yhä joustavammin ja nopeammin käsiksi haluttuihin sisältöihin. Muiden sensorien käyttöönotto tuo yhä uusia mahdollisuuksia sovellusten toteuttamiselle. Lisätyn todellisuuden Layar-selaimen osaksi on kehitetty QR-koodienlukija, koska käyttäjät eivät välttämättä ymmärrä QR-koodien ja lisätyn todellisuuden eroa. Käyttäjän kannalta olennaista tulisikin olla helppo ja nopea pääsy sisältöihin, ei teknisen toteutuksen ymmärtäminen.

Lähiteknologioita tarkasteltaessa esimerkiksi puheentunnistus kehittyy, ja sen myötä ääniohjautuvat käyttöliittymät. Myös liiketunnistus ja eleohjaus ovat jo vahvasti käytössä mm. Microsoftin Kinect-sensorin myötä, näin ollen erilaiset elekäyttöliittymät tekevät tuloaan myös hyötysovellusten puolella. Virtuaalimaailmoissa liikkuvaa avatarta ei tarvinne tulevaisuudessa enää ohjata kömpelösti hiirellä, vaan avatar reagoi liikkeisiimme. Datahanskat ja muut älyvaatteet voivat tarjota aivan uudenlaisia mahdollisuuksia reaalisen ja virtuaalisen välisen rajapinnan ylittämiseen. Erilaiset ympärillämme olevat pinnat saavat älyä ja niihin liitetyt sensorit voivat näyttää meille erilaista lisätietoa tilanne- ja paikkasidonnaisesti. 3D-mallien, joita virtuaalimaailmoissa ja lisätyn todellisuuden sovelluksissakin hyödynnetään, tulostus tekee tuloaan ja odotukset sitä kohtaan ovat suuret. Lisätyn todellisuuden sovelluksissa käytetään tunnistamiseen pääsääntöisesti kuvatunnistusta ja paikkatietoa, mutta myös muunlaisten sensorien ja etätunnistuksen käyttö osana niitä varmasti lisääntyy.

Tarkasteltaessa tämän kirjan aiheena olevia teknologioita opetuskäytön näkökulmasta kannattaa vilkaista New Media Consortiumin vuosittain julkaiseman, eri kouluasteiden opetusteknologiatrendejä luotaavan Horizon Report 2012 (Higher Education Edition ja K-12 Edition) sekä 2013 (Higher Education Edition) esiin nostamia todennäköisesti seuraavien 1-5 vuoden aikana opetukseen osansa vakiinnuttavia opetusteknologioita:

  • Mobiilisovellukset
  • Tablet-laitteet
  • Pelillinen oppiminen
  • Oppimisanalytiikka
  • Elekäyttöliittymät
  • Asioiden Internet (Internet of Things)
  • Lisätty todellisuus
  • Henkilökohtaiset oppimisympäristöt
  • Puettava teknologia
  • 3D-tulostus
  • Massiiviset online-kurssit (MOOC)

Niissä näkyy samat edellä esiinnostetut teknologiat. Useissa trendeissä näkyy myös viitteitä teknologioihin, jotka ovat lähellä tämän kirjan aihetta - tai sen ytimessä.[1] [2] [3]

Lisätyn todellisuuden tulevaisuus[muokkaa]

Lisätyn todellisuuden kentällä on ollut mielenkiintoista tarkastella lisätyn todellisuuden selainten ja niihin liittyvien bisnesmallien kehittymistä. Jotta lisätty todellisuus olisi varteenotettava ja laajasti hyödynnettävä teknologia, on selvää, että sovellusten luonnin on oltava riittävän helppoa myös ilman teknisiä taitoja. Suurimmassa osassa lisätyn todellisuuden selaimia sisältöjen toteuttaminen onkin helppoa ilman kummempaa teknistä osaamista. Kuvatunnistussovellusten toteuttaminen onnistuu Layarissa maksutta mainosten kera (tai myös esimerkiksi opettajilta, taiteilijoilta jne.). junaio-selaimeen kuvatunnistuspohjaisia sovelluksia voi toteuttaa metaio Creatorilla, jonka käyttö kuitenkin on maksullista. Aurasma-selaimeen sisältöjen toteuttaminen on tehty jopa niin helpoksi, että kuvatunnistuspohjaisten sisältöjen tuottaminen onnistuu lennosta suoraan mobiililaitteella. On mielenkiintoista seurata, miten sovellusten hinnoittelupolitiikka muuttuu ajan myötä.

Itse teknologia on haasteellinen myös siitä näkökulmasta, että sovelluksia on toteutettu erilaisille laitealustoille (tietokone, pöytänäyttö, älypuhelin, tablet-laite, datalasit...) ja käyttöliittymät ovat hyvin moninaisia (visuaaliset, ääni, ele, haptiikka). Ne asettavat haasteita sovellusten suunnitteluperiaatteiden kehittämiselle.[4] Myös sovellukset ovat keskenään hyvin eri tyyppisiä (esimerkiksi mallintamis-, reittiopaste- ja työopastesovellukset), kuten edellä lisättyä todellisuutta esittelevässä luvussa läpikäyty sovellustyyppitarkastelu osoittanee. Lisätyn todellisuuden sovellukset saattavat myös näyttää käyttäjän kannalta aluksi sekavilta, koska ne koostuvat monenlaisista kerroksista informaatiota ja monenlaista mediaa. Riippuen sovellusten toteuttajasta niiden käyttöliittymät saattavat olla keskenään aivan erilaisia. Lisätyn todellisuuden selainsovelluksissa on sentään jonkinlaista yhteneväisyyttä havaittavissa kuvatunnistus- ja paikkatietosovellusten osalta, mutta käyttöliittymät ja terminologia ovat silti varsin moninaisia ja kirjavia. Myös itse teknologia on vielä monilta osin kypsymätöntä ja sovellusten toiminta ei ole välttämättä niin vakaata kuin toivoisi. Siitä huolimatta olemassa on lukuisia esimerkkejä todella hyvinkin toimivista sovelluksista.

Lisätyn todellisuuden standardien kehittyminen voisi olla yksi askel parempien sovellusten synnylle. Standardien kehittämisestä on hyvä mainita sen verran, että W3C:n alla toimii standardien kehittämiseenkin suuntautunut Augmented Reality Community Group. Lisäksi AR Standards for Open and Interoperable Augmented Reality Experiences -yhteisö on paneutunut lisätyn todellisuuden standardien kehittämiseen. Wikitude-selaimen kehittäjät ovat myös luoneet ARML-kuvauskielistandardin paikkatietosovelluksia varten.

Lisätyn todellisuuden käyttölaitteiden osalta suuria odotuksia on ladattu Googlen tuleviin lisätyn todellisuuden laseihin. Lisätyn todellisuuden objekteja esittävien lasien on povattu yleistyvän yhtä lailla kuin älypuhelinten (esim. [5] [6] Toistaiseksi toimivien datalasien kehittäminen kaikille käyttäjille sopiviksi on ollut haasteellista johtuen ihmiskasvojen ja -silmien anatomiasta ja toimintaperiaatteista[7]

Jotta laaja käyttäjäjoukko hyväksyisi esimerkiksi lisätyn todellisuuden teknologiana erityisesti mobiilisovellusten tarkastelunäkökulmasta, laitteiden joissa sitä käytetään julkisilla paikoilla tulee olla sosiaalisesti hyväksyttäviä, luonnollisesti käytettäviä ja myös muodillisesti hyväksyttäviä. Mobiililaitteiden koetaan olevan häiritseviä monellakin tapaa, joten mobiililaitteissa käytettävien lisätyn todellisuuden sovellusten tulee olla hienovaraisia ja häiritsemättömiä voidakseen menestyä. Myös multimodaaliset käyttöliittymät ovat tärkeitä laaja-alaisemman hyväksynnän saavuttamiseksi julkisella paikalla käytettävissä sovelluksissa.[8]

Kuten jo aikaisemmin lisätyn todellisuuden sovellusten käytön kohderyhmiä esitelleessä luvussa todettiin, käyttäjälähtöisen suunnittelun puute on yksi keskeinen tekijä, jonka on nähty vaikuttavan sovellusten läpilyöntiin - tai sen puutteeseen. Näin ollen sovellusten suunnittelussa käyttäjien mukaan tuominen on olennaisen tärkeää. Dünser on koettanut lähestyä ongelmaa hahmottelemalla yleisellä tasolla käyttäjälähtöisen suunnittelun periaatteita lisätyn todellisuuden sovelluksille pohjaten tarkastelunsa olemassaoleviin sovellusten suunnitteluperiaatteisiin[9].

Lisätyn todellisuuden käyttöönotto on ollut erityisen innostunutta ja haltioinutta lasten ja nuorten opetuksessa (mm. [10]). Kaikilla koulutusasteilla on herännyt mielenkiinto asiaa kohtaan. Tablettien ja älypuhelinten lisääntyminen lienee yksi tähän vaikuttaneista edistävistä tekijöistä. Korkeamman koulutuksen parissa, erityisesti lääketieteen ja hoitotieteen parissa lisätyn todellisuuden hyödyntämisellä tulee olemaan suuri merkitys, mutta myös muiden ns. soveltavien tieteiden parissa on nähtävissä tarvetta voimakkaammalle lisätyn todellisuuden sekä virtuaalimaailmojen hyödyntämiselle. Tämä mahdollistaa koulutuksen laajenemisen niin maantieteellisesti kuin kulttuurisisestikin.

Koska lisätyn todellisuuden nykytilanne on vielä pitkälti väline- ja teknologiapainotteinen, teknologian mahdollisuuksia tulisi avata enemmän paitsi käyttäjille, mutta myös päättäjille, jotta ne tulisivat ymmärretyiksi. Lisättyä todellisuutta kuten mitään muutakaan teknologiaa ei tulisi ottaa käyttöön miettimättä sen soveltuvuutta käyttökohteeseensa, tai osaksi kokonaisuutta. Huomiota tulee kiinnittää laatuun sekä informaatiodynamiikkaan, erityisesti opetuksen ja koulutuksen yhteydessä.

Oppimista pyritään viemään yhä enemmän aitoihin konteksteihin pois luokkahuoneesta. Apuna siinä käytetään mobiiliteknologioita ja esimerkiksi juuri lisätyn todellisuuden mahdollisuudet ovat tällöin keskiössä yhdistettäessä abstraktia tietoainesta autenttisiin ympäristöihin. Pelilliset oppimisympäristöt ovat kiinnostaneet jo pitkään, vaikka niiden toteuttaminen on haasteellista. Vaikka printtimedian kuolemaa povataankin usein, näyttäisi lisätyn todellisuuden myötä siltä, että kirja oppimisympäristönä tulee avautumaan käyttäjilleen aivan uudella tavalla. Tääm tukee myös tutkimuksissa havaittua, että opiskelijat eivät näytä omaksuvan e-kirjoja siinä määrin kuin on oletettu ja odotettu (esim. [11]).

Mielenkiintoista on myös nähdä, miten lisätty todellisuus ja virtuaalimaailmat yhdistyvät toisiinsa.

Virtuaalimaailmojen tulevaisuus[muokkaa]

Daden Limitedin The Future of Virtual Worlds -raportissa (2010) on esitetty erilaisia tulevaisuuden visioita virtuaalimaailmoihin liittyen. [12]

Raportissa visioidaan, että virtuaalimaailmojen käyttö tulee yleistymään lähitulevaisuudessa merkittävästi, ja että virtuaalimaailmat tulevat olemaan yhtä kiinteä osa Internetiä kuin esimerkiksi nykyiset verkkosivustot. Raportin mukaan tarve virtuaalimaailmojen käyttöön kasvaa, ei pelkästään etätyössä ja opiskelussa vaan laajemminkin sosiaalisten muutosten seurauksena. Erillään olevat yhteisöt ja esim. vanhukset voivat osallistua ja pitää yhteyttä virtuaalimaailmojen välityksellä. Yhteistyön ja (etä)osallistumisen tarve kasvaa jatkuvasti myös yritysmaailmassa ja hallinnossa.

Myös tekniikka kehittyy vastaamaan virtuaalimaailmojen vaatimuksia: käyttöön tulee yhä tehokkaampia tietokoneita, nopeat datasiirtoyhteydet sekä mobiilikäytön lisääntyminen. Virtuaalimaailmojen "sääntely" ja valvonta kasvaa, mikä tekee maailmoista realistisempia ja helpommin omaksuttavia. Myös käyttöliittymävaihtoehtojen määrä lisääntyy, minkä vuoksi virtuaalimaailmojen käytöstä tulee käyttäjille tutumpaa.

Rajat esimerkiksi viestinnän, viihteen, pelaamisen sekä työpöydän ja webin välillä tulevat hämärtymään entisestään. Sen seurauksena yksityiset ja julkiset informaatio- ja kokemusympäristöt eivät ole sidoksissa tekniikkaan tai ohjelmistoihin.

Tällä hetkellä jo on varsin tavanomaista, että alakouluikäiset lapset toimivat tottuneesti erilaisissa nuorille suunnatuissa virtuaalitodellisuuksissa (esim. Club Penquin,Minecraft), joissa he tapaavat toisiaan, kuluttavat ja pelaavat. Kun nämä lapset reilun 10 vuoden kuluttua astuvat työelämään, avatarin kautta operoiminen kolmiulotteisessa netissä on arkinen asia heille. Tässä valossa Daden Limitedin raportin näkemys vaikuttaa varsin uskottavalta.

Standardeja kuitenkin tarvitaan: eri virtuaaliympäristöjen on pystyttävä toimimaan yhdessä siten, että esim. avatareja ja muita kohteita pystytään siirtämään maailmasta toiseen (Interoperability Standards). Tarvitaan myös yhteisiä käytäntöjä maailmojen luomiseen ja datan esittämiseen (Infrastructure Standards) sekä siihen, millä tavalla maailmoihin voidaan tuottaa ja tuoda sisältöä ulkopuolelta (Outer-operability Standards). Raportin mukaan virtuaalimaailman tulisi olla paremminkin vain käyttöliittymä muualla sijaitsevaan dataan sen sijaan että jokaiseen virtuaalimaailmaan tuotaisiin kohteita erikseen.

Raportin mukaan virtuaalimaailmat eivät saavuta suuria markkinoita ilman HTML:n tyyppistä infrastruktuuristandardia, mutta tällaisen standardin kehittäminen ja käyttöönotto on äärimmäisen haastavaa. Sama pätee todennäköisesti myös lisättyyn todellisuuteenkin.

Visioita tekniikan kehityksestä[muokkaa]

Daden Limitedin raportissa esitetään myös mielenkiintoisia visioita virtuaalimaailmojen teknisestä kehityksestä kahdeksalla eri alueella:

  • Fysiikka: miten objektit käyttäytyvät maailmassa ja ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa
  • Toiminnallisuus: millaisia sovelluksia maailmassa voidaan käyttää
  • Renderointi: miten maailma ja sen objektit näyttäytyvät käyttäjille
  • Avatarin mallinnus: miltä avatar näyttää ja kuinka yksityiskohtaisesti se on mallinnettu
  • Avatarin vuorovaikutus: miten avatarit voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään
  • Virtuaaliagentit: miten avatarit voivat toimia ihmisistä riippumatta
  • Käyttöliittymä: miten käyttäjä kontrolloi avatarta ja "aistii" maailman
  • Pääsy: miten käyttäjä pääsee virtuaalimaailmaan
  • Arkkitehtuuri: miten virtuaalimaailma on rakennettu
Alue Aikaväli:
2010-2015 2015-2025 2025-2040
Fysiikka "Maan fysiikka"(*) Other values of gravity.

Radio propagation.

Other scales.

Maamekaniikka

Hydrodynamiikka

Kemia

Biologia

Toiminnallisuus Web-sivustot *

Peilit (*)

Sovellukset (*)

Mikä tahansa sovellus Mikä tahansa sovellus
Renderointi 2000-luvun pelejä vastaava(*) 2010-luvun pelejä vastaava

HD

"Silmän tarkkuutta vastaava"
Avatarin mallinnus Dynaamiset ilmeet

Laajamittainen liikkeenkaappaus(*)

Lihasten piirteet

Täysin realistiset liikkeet ja eleet

Sisäelimet
Avatarien vuorovaikutus Teksti*

Puhe*

Puheen kääntäminen

Kosketus

Tekoäly ja virtuaaliagentit Tehtäviä suorittavat botit*

Chatbotit(*)

Alkeellisia tunteita ja motiiveja esittävät botit

Muunnos tekstistä puheeksi (*)

Puheentunnistus

Edistyneempiä tunteita ja motiiveja esittävät botit

Turingin testi läpäisty (bottia ei voi erottaa todellisesta ihmisestä)

Virtuaaliavustajat

Yksilöllinen Turing läpäisty (bottia ei voi erottaa tietystä yksilöstä)

Henkilökohtainen Turing läpäisty (bottia ei voi erottaa omasta itsestä)

Ohjelmalliset "kopiot" itsestä

Käyttöliittymä WIMP*

Joystick*

3D-webkamera

Tactile gloves

Head mounted displays

Lisätty todellisuus

Neuraaliset / aivoaaltoihin perustuvat käyttöliittymät?
Käyttö Yksittäiset asiakasohjelmat*

Selaimen lisäosat(*)

Yleinen asiakasohjelma

Suora tuki selaimissa

Arkkitehtuuri Itsenäiset maailmat ja gridit Siirtyminen kohti avoimia ja standardeja hypergridejä Avoimet ja standardit hypergridit

Tähdellä merkityt ominaisuudet ovat jo nyt saatavilla joissakin (*) tai useimmissa* virtuaalimaailmoissa

Raportin mukaan virtuaalimaailmat tarjoavat myös hyvän alustan erilaisten bottien ja muiden tekoälysovellusten kehittämiselle. Raportissa arvioidaan tekoälysovellusten kehittyvän lähitulevaisuudessa jopa niin pitkälle, että yksilöistä voidaan tehdä ohjelmallisia kopioita virtuaalimaailmaan.

Raportin yhteenvedossa esitetään 6 erilaista tilaa, jollaisina virtuaalimaailmat voivat mahdollisesti toimia tulevaisuudessa:

  • Sosiaalinen tila, jossa ihmiset voivat tavata ja olla vuorovaikutuksessa keskenään
  • Kokemustila, jossa voidaan kokea sosiaalisia ja tunteellisia sekä oppimiseen ja työntekoon liittyviä kokemuksia
  • Viihdetila, joka kilpailee elokuvien ja television kanssa
  • "Agenttitila" , johon voidaan jättää ohjelmoituja toimijoita suorittamaan tehtäviä
  • Unelmatila, jossa virtuaaliset kokemukset ovat yhtä todellisia kuin unet
  • "Posthumanistinen tila", jossa ihmiset tai heidän synteettiset kopionsa voivat elää kokonaista elämää riippumattomina todellisesta, fyysisestä maailmasta

Lähteet[muokkaa]

  1. Johnson, L., Adams, S., and Cummins, M. 2012. The NMC Horizon Report: 2012 Higher Education Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium.
  2. Johnson, L., Adams, S., and Cummins, M. 2012. NMC Horizon Report: 2012 K-12 Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium.
  3. Johnson, L., Adams Becker, S., Cummins, M., Estrada, V., Freeman, A., and Ludgate, H. 2013. NMC Horizon Report: 2013 Higher Education Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium.
  4. Dünser, A. et al. 2007. Applying HCI principles to AR systems design. Proceedings of MRUI'07, 37-42.
  5. Evernote CEO Phil Libin Interview: Evernote Business, Coal Mines And 'The Nike Of The Well-Ordered Mind'. 20.12.2012. In Huffpost Tech United Kingdom interview by Michael Rundle (20.12.2012), http://www.huffingtonpost.co.uk/2012/12/20/evernote-ceo-phil-libin-interview-business-robotics-nike_n_2338111.html
  6. Google Glass Features and Apps Still in Flux. Babak Parviz, head of the Google Glass project, hints at what to expect next. 2013. In IEEE Spectrum interview by Elise Ackerman (January 2013), http://spectrum.ieee.org/consumer-electronics/gadgets/google-glass-features-and-apps-still-in-flux
  7. Livingston, M.A. et al. 2013. Basic Perception in Head-Worn Augmented Reality Displays. In Weidong Huang, Leila Alem and Mark A. Livingston (Eds.) Human Factors in Augmented Reality Environments. Springer: New York.
  8. Carmigniani, J. & Furht, B. 2011. Augmented Reality: An Overview. In Borko Furht (Ed.) Handbook of Augmented Reality. Springer: New York.
  9. Dünser, A. et al. 2007. Applying HCI principles to AR systems design. Proceedings of MRUI'07, 37-42.
  10. Billinghurst, M. 2002. Augmented Reality in Education. New Horizons for Learning.
  11. McNeish, J. et al. 2012. The Surprising Foil to Online Education: Why Students Won’t Give Up Paper Textbooks. Journal for Advancement of Marketing Education 20(3). http://www.mmaglobal.org/JAME-Archive/JAME_Vol20_3The%20Surprising%20Foil%20to%20Online%20Education%20Why%20Students%20won%27t%20give%20up%20Paper%20Textbooks.pdf
  12. Burden, D. 2010. The future of virtual worlds. Daden Limited. Saatavissa: www.daden.co.uk/ daden-release-white-paper-on-the-future-of-virtual-worlds/ (luettu 21.3.2013.)
Viisautta virtuaalimaailmoihin ja lisättyyn todellisuuteen -kirjan sisällysluettelo
Etusivu 1. Johdanto 2. Virtuaalimaailmat 3. Lisätty todellisuus 4. Virtuaalimaailmojen ja lisätyn todellisuuden tulevaisuus 5. Sanasto 6. Kirjallisuutta