Tässä artikkelissa kerrotaan tiivistetysti, mitä XR-teknologia tarkoittaa ja millaiseen kontekstiin se liittyy. Keskeisiä käsitteitä ovat siten XR, AR ja VR. Lisäksi artikkelissa lyhyesti esitellään sitä, mihin kaikkeen esimeriksi virtuaalitodellisuus taipuu.
XR-teknologia lyhyesti
XR (extended reality) eli laajennettu todellisuus on kattotermi, joka pitää sisällään kaikki virtuaalisen todellisuuden eri muodot. Näitä ovat lisätty todellisuus (AR, augmented reality), tehostettu todellisuus (MR, mixed reality) ja virtuaalitodellisuus (VR, virtual reality).
Virtuaalitodellisuudessa käyttäjä asetetaan virtuaaliympäristöön käyttämällä virtuaalilaseja tai -maskia. Lisätyn todellisuuden sovelluksissa oikea maailma toimii ympäristönä, johon lisätään virtuaalisia elementtejä käyttämällä AR-laseja, älypuhelinta tai tablettilaitetta, kun taas tehostettu todellisuus voi olla millainen tahansa yhdistelmä virtuaalitodellisuuden ja lisätyn todellisuuden elementtejä.
Kun ajatellaan laajennettua todellisuutta, voidaan kuvitella että on olemassa jana, jonka vasemmassa ääripäässä on oikea maailma ja oikeassa päässä täysin virtuaalinen maailma – kuten vaikka videopeli jossa pelimaailmassa seikkailee virtuaalisia hahmoja. Näiden kahden päätepisteen väliin jää alue, jota kutsutaan laajennetuksi todellisuudeksi.
XR teknologia muodostuu todellisuuden ja virtuaalisuuden väliin.
Kuva 1 Yksinkertaistettu todellisuus-virtuaalitodellisuus jatkumo.
Lisätty todellisuus on laajennetun todellisuuden muoto. Käyttäjä näkee tällöin oikean maailman, johon on lisätty jotain virtuaalisia elementtejä tai informaatiota. Yleensä AR sovelluksia käytetään älypuhelimilla tai tableteilla, mutta ammatti- ja teollisuuskäyttöön suunniteltuja sovelluksia voidaan myös käyttää AR-laseilla tai maskilla, jolloin käyttäjän kädet jäävät vapaaksi. Yleisimmät käyttökohteet AR-sovelluksille ovat hyötyohjelmat tai AR-pelit. Peleissä virtuaaliobjekteja tuodaan oikeaan ympäristöön hyödyntämällä laitteen kameraa ja piirtämällä virtuaaliobjekti näytölle, jolloin luodaan illuusio siitä, että se on osa oikeaa ympäristöä.
Kun XR-janassa jatketaan matkaa oikealle, päästään virtuaalitodellisuuden piiriin. Virtuaalitodellisuus on immersiivinen kokemus, jossa käyttäjä asetetaan keinotekoisesti luotuun virtuaaliympäristöön käyttämällä VR-laseja. Käyttäjän liikkeitä seurataan VR-lasien kameroilla tai huoneeseen kiinnitettävillä seurantamajakoilla, jonka jälkeen käyttäjän liikkeet tuodaan virtuaalimaailman sisään. Virtuaalitodellisuudella tavoitellaan yleensä täydellistä immersiota, jolloin käyttäjä kokee olevansa osa virtuaaliympäristöä ja näkee ja kuulee asioita, niin kuin hän olisi oikeassa maailmassa. Immersio tarkoittaa siis totaalista uppoutumista keinotodellisuuteen siten, että ulkomaailma unohtuu.
Virtuaalitodellisuuden suurin hyöty verrattuna muihin laajennetun todellisuuden muotoihin on siinä, kuinka hyvin tilanteita ja ympäristöä voidaan hallita. Kun käyttäjä asetetaan virtuaalimaailmaan, voidaan poistaa lähes kaikki käyttäjän immersiota haittaavat ulkopuoliset häiriötekijät. Tämä on erityisen tärkeää VR-peleissä tai koulutusohjelmissa, jotka perustuvat totaaliseen immersioon.
Videolla alla Santeri Saarinen Metropolian XR Centeristä kertoo XR-teknologiasta.
Hyödyt koulutuksessa
Kun kysytään mitä virtuaalitodellisuudella voidaan tehdä, on yleisin vastaus VR-pelit. On totta, että pelialalla on hyödynnetty virtuaalitodellisuutta jo pitkään ja saatu aikaan immersiivisiä pelejä. Mutta vasta viime vuosina on herätty virtuaalitodellisuuden tarjoamiin etuihin simulaatio-, koulutus- ja teollisuusaloilla.
On helppoa havaita VR:n hyödyllisyys vaikkapa lentokoulutuksessa. Sen sijaan että lentäjäksi koulutettava asetettaisiin suoraan koneen puikkoihin, voidaan lentämistä harjoitella VR-ympäristössä, jossa myös vaaratilanteiden simulointi onnistuu näppärästi ja ilman oikeaa vaaraa.
Suomalainen VR-lasien valmistaja Varjo on luonut virtuaalisen lentäjäkoulutus-sovelluksen, Jossa lentäjä istuu virtuaalisessa ohjaamossa, mutta käyttää oikeassa maailmassa olevia ohjausinstrumentteja. Tämä simulaattori on ensimmäinen maailmassa, jolla voi ansaita Euroopan lentoturvallisuusviraston myöntämän lentäjän pätevyyden astumatta ollenkaan lentokoneen ohjaamoon. Varjon VR-teknologiaa pääsee myös hyödyntämään Boeingin astronauttikoulutuksessa, jossa kansainväliselle avaruusasemalle suuntaava miehistö harjoittelee telakoitumista ja laskeutumista virtuaalitodellisuudessa. Yhtenä etuna realistisen kokemuksen lisäksi on myös se, että miehistö voi harjoitella avaruuslentämistä etäyhteyksin mistä päin maailmaa tahansa.
Kuva 2 Varjon VR lentäjäkoulutussimulaattori. Kuva Varjo.
Virtuaalitodellisuuden ympärillä olevat teknologiat mahdollistavat etätyöskentelyn myös terveysalalla. Ensimmäinen etäleikkaus suoritettiin jo vuonna 2001. Tuolloin ranskalainen kirurgi Jacques Marescaux suoritti leikkauksen New Yorkissa potilaan ollessa yli 6000 km päässä Pariisissa.
Nykyään virtuaalitodellisuutta käytetään laajasti terveysalalla koulutuksissa sekä simulaatiotarkoituksissa. VR-teknologioiden avulla kirurgin on nyt mahdollista matkustaa virtuaalimaailmassa potilaan sisään ja suunnitella sekä harjoitella leikkausta ilman riskiä potilaalle. Kirurgien koulutus vaati aiemmin harjoitteluruumiita, joiden saanti on tietenkin haastavaa. Nykyään leikkauksien harjoittelukin onnistuu virtuaalimaailmassa.
Virtuaalitodellisuuden käyttö lääketieteen alalla ei kuitenkaan rajoitu pelkästään koulutuksiin. Virtuaalitodellisuutta käytetään nykyään myös hoitokeinona esimerkiksi kivunlievityksessä sekä mielenterveyden hoidossa.
Alla olevassa videossa Turun ammattikorkeakoulun yliopettaja Mika Luimula antaa esimerkkejä virtuaalitodellisuuden hyödyntämisestä opetuksessa.
Teollisuuskin hyödyntää
Virtuaalitodellisuus on lisäksi tehokas työkalu teollisuudessa. Prototyyppien rakentaminen on kallista ja aikaa vievää, mutta jos prototyyppi rakennetaankin virtuaalitodellisuudessa, päästään sitä testaamaan ja muokkaamaan helposti ja edullisemmin, kuin fyysisen prototyypin kanssa.
Auto- ja lentoteollisuudessa käytetään virtuaalitodellisuutta juurikin prototyyppien teossa sen tuomien massiivisten säästöjen vuoksi, mutta myös koska VR mahdollistaa prototyyppien testaamisen ja simuloinnin virtuaalisesti.
Laivateollisuudessa virtuaalisen laivan rakentaminen kestää murto-osan risteilijän rakentamiseen kuluvasta ajasta, mutta mahdollistaa laivalla kävelyn jo laivanrakennuksen alkuvaiheissa. Tästä on suuri hyöty arkkitehdeille ja insinööreille, koska ennen virtuaalitodellisuutta ainut tapa kävellä laivassa ja nähdä miltä rakennus oikeasti näyttää, oli silloin kun perustukset ovat jo paikallaan. Nyt virtuaalitodellisuuden ansiosta on mahdollista kävellä valmiilla laivalla ennen kuin laivan rakentaminen on edes aloitettu ja jos sijoittajia ei jokin osa laivaa miellytä, voidaan muutoksia vielä tässä vaiheessa tehdä.
Paljon mahdollisuuksia
Virtuaalitodellisuus on tuonut uusia mahdollisuuksia lukemattomille eri aloille koulutuksesta teollisuuteen, mutta VR-teknologiat ovat luoneet myös uusia taiteen aloja joita ei ennen virtuaalitodellisuutta osattu edes kuvitella. Esimerkiksi 3D maalaus on uusi taiteen laji, jota on mahdollista toteuttaa vain hyödyntämällä virtuaalitodellisuutta. Toisin kuin normaalissa maalauksessa, VR-maalauksessa maalaus tehdään seisomalla maalauksen sisällä ja kaksiulotteisen kankaan sijaan koko ympäristö toimii kanvaasina. Vastaavasti maalausta voidaan katsella kaksiulotteisesti tai menemällä seisomaan maalauksen sisään.
Laajennetun todellisuuden eri teknologiat sekä käyttökohteet lisääntyvät hurjaa vauhtia jopa aloilla, joissa VR-teknologioiden hyötyjä ei osattu odottaa vuosikymmen sitten. Nyt onkin helppoa kuvitella, miten seuraavan vuosikymmenen aikana virtuaalitodellisuus lisääntyy varsinkin robotiikan ja avaruusteollisuuden parissa. Ehkä ihmisten tekemien huoltotöiden suorittaminen kiertoradalla tai kuussa tulee tulevaisuudessa tapahtumaan robottien avulla, joita ohjataan pienestä toimistosta Pasilassa käyttämällä virtuaalilaseja.
Mitä ikinä tulevaisuus tuokaan tullessaan, on jo selvää, että virtuaalitodellisuus ja sen ympärille rakentuvilla teknologioilla kirjaimellisesti edes taivas ei ole rajana.
