Un sistema de locomoción de realidad virtual de «caminar sin problemas» natural y cómodo

Los entornos urbanos del mundo real tienen un espacio físico limitado para la locomoción basada en los pies y presentan desafíos para la locomoción de realidad virtual natural (ya que los entornos virtuales son mucho más grandes que el entorno del mundo real correspondiente), un hecho que se ha observado en estudios anteriores (Mandal 2013; Pai y Kunze 2017).

Para compensar este desafío, se han propuesto técnicas de locomoción eficientes basadas en realidad virtual (VR) para permitir experiencias de locomoción naturales e inmersivas similares a caminar en grandes entornos virtuales. Sin embargo, los sistemas de locomoción VR a menudo requieren que se adhiera un equipo al cuerpo o que se grabe en video la postura del cuerpo del usuario.

Esto genera molestias causadas por el tamaño del equipo y el ajuste discontinuo, así como problemas de privacidad relacionados con la captura de todo el cuerpo sin puntos ciegos.

En este contexto, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST), Corea, en colaboración con investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT CSAIL), EE. UU., desarrollaron un novedoso sistema de locomoción VR basado en el pie, llamado » Seamless-walk”, que ofrece una experiencia de locomoción más natural y cómoda sin requerir el uso de ningún equipo para caminar o un video de la postura del cuerpo del usuario durante la caminata o la interacción con objetos usando sus manos.

En su reciente artículo publicado en línea el 17 de enero de 2023 en la revista Realidad virtuallos investigadores, dirigidos por el Dr. Kyung-Joong Kim, profesor asociado de GIST, han detallado el desarrollo del sistema de locomoción VR.

“Cuando comenzamos a colaborar con el MIT, introdujeron un sensor nuevo e interesante llamado ‘alfombra inteligente’. En nuestra opinión, era una gran oportunidad y un desafío para nosotros, ya que no se había desarrollado para ninguna aplicación específica. Por lo tanto, queríamos hacer algo práctico e interesante con este sensor y nuestra tecnología de IA», explica el Dr. Kim . «En consecuencia, decidimos desarrollar un controlador de juegos de realidad virtual con el sensor de ‘alfombra inteligente’ que sería útil en los juegos de realidad virtual».

El «caminar sin costuras» tiene aplicaciones potenciales tanto inmediatas como a largo plazo. «A la larga, creemos que nuestra tecnología podría usarse en el cuidado de la salud. ‘Seamless-walk’ no es solo un gamepad de realidad virtual, sino también un método de análisis y reconocimiento de la marcha», dice el Dr. Kim.

Seamless-walk funciona de la siguiente manera: la alfombra inteligente captura huellas de presión del pie de alta resolución en tiempo real a medida que el usuario se mueve, midiendo la presión aplicada a través de los cambios de resistencia. Luego, la información de la huella se introduce en un modelo de aprendizaje automático que extrae los puntos de fuerte presión mediante una técnica llamada «agrupación de medios K».

En este método, los puntos de presión se dividen en dos grupos, correspondientes a los pies izquierdo y derecho del usuario. A partir de estos grupos, se extraen la dirección del cuerpo del usuario y los intervalos de los pies para estimar el ángulo y la velocidad de movimiento.

Además, Seamless-walk tiene una estructura modular que permite una instalación escalable y económica de una plataforma de detección táctil. El equipo realizó pruebas en 80 personas utilizando Seamless-walk en un juego de exploración del mundo virtual en 3D, demostrando que la tecnología novedosa del sistema garantiza una experiencia inmersiva, natural y cómoda. Al mismo tiempo, no compromete la experiencia general de realidad virtual, superando a los métodos de locomoción de realidad virtual existentes.

«En el futuro, planeamos agregar funciones de análisis de la marcha más detalladas al sistema actual. Esto mejoraría nuestro sensor y sistema de análisis de la marcha para brindar detección de caídas y monitoreo de la salud de manera cómoda y sin problemas de privacidad», dice el Dr. Kim. «Este método también podría usarse en el gimnasio para monitorear la forma de andar de los usuarios en la caminadora o controlar su equilibrio durante el entrenamiento con pesas».

En conjunto, este nuevo desarrollo tiene el potencial de avanzar en el análisis de la marcha en los juegos de realidad virtual y la atención médica.

Proporcionado por GIST (Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju)