Введение

Технологии, позволяющие человеку ощущать себя присутствующим в другом месте.

Телеприсутствие – это набор технологий, которые позволяют человеку ощущать себя так, будто он находится в другом месте, создавая иллюзию или эффект присутствия посредством телеробототехники, отличного от его фактического местоположения. Телеприсутствие требует взаимодействия чувств пользователя с определенными стимулами для создания ощущения нахождения в этом другом месте. Кроме того, пользователям может быть предоставлена возможность воздействовать на удаленное местоположение. В этом случае положение, движения, действия, голос и т.д. пользователя могут быть зафиксированы, переданы и воспроизведены в удаленном месте для достижения этого эффекта. Таким образом, информация может передаваться в обоих направлениях между пользователем и удаленным местоположением. Популярным применением является телеприсутствие в видеоконференциях – наивысший уровень видеотелефонии. Телеприсутствие посредством видео обеспечивает большую техническую сложность и улучшенную четкость изображения и звука по сравнению с традиционными видеоконференциями. Технические достижения в области мобильного взаимодействия также расширили возможности видеоконференцсвязи за пределы переговорной комнаты, сделав ее доступной для использования с портативными мобильными устройствами, что обеспечивает совместную работу независимо от местоположения. Схожая или идентичная концепция – телесуществование, впервые предложенная Сусуму Тати в Японии в 1980 и 1981 годах в виде патентов, а первый отчет был опубликован на японском языке в 1982 году и на английском языке в 1984 году.

История

В одной новаторской статье американский ученый-когнитивист Марвин Мински приписал развитие идеи телеприсутствия автору научной фантастики Роберту А. Хайнлайну: "Мое первое представление о дистанционно управляемой экономике пришло из пророческого романа Роберта А. Хайнлайна 1948 года «Вальдо», — писал Мински. Одной из первых систем, создавших полностью иммерсивную иллюзию присутствия в удаленном месте, была платформа Virtual Fixtures, разработанная в 1992 году в лабораториях Армстронга ВВС США изобретателем Луи Розенбергом. Система включала стереоскопическое отображение изображения из удаленной среды, а также иммерсивную тактильную обратную связь с использованием полноразмерного экзоскелета верхней части тела. Первая коммерчески успешная компания в области телеприсутствия, Teleport (позже переименованная в TeleSuite), была основана в 1993 году Дэвидом Алленом и Герольдом Уильямсом. До основания TeleSuite они владели курортным бизнесом, из которого и возникла первоначальная концепция, поскольку часто бизнесмены вынуждены были прерывать свой отдых для участия в важных встречах. Их идея заключалась в разработке технологии, позволяющей бизнесменам посещать встречи, не покидая курортов, и тем самым продлевать свое пребывание в отеле. Сеть отелей Hilton первоначально получила лицензию на установку систем в своих отелях по всей территории Соединенных Штатов и других стран, однако использование было незначительным. Идея потеряла импульс, и Hilton в конечном итоге отказалась от ее реализации. TeleSuite позже стала уделять меньше внимания индустрии гостеприимства и больше — бизнес-ориентированным системам телеприсутствия. Акционеры в конечном итоге приобрели достаточно акций, чтобы сменить первоначальное руководство компании, что в итоге привело к ее краху. Дэвид Аллен выкупил все активы TeleSuite и назначил Скотта Аллена президентом новой компании под названием Destiny Conferencing. Destiny Conferencing лицензировала свой патентный портфель компании HP, которая стала первой крупной компанией, вошедшей в индустрию телеприсутствия, за ней вскоре последовали такие компании, как Cisco и Polycom (ныне Poly). После заключения соглашения о дистрибуции с компанией Polycom (ныне Poly), Destiny Conferencing была продана 5 января 2007 года компании Polycom (ныне Poly) за 60 миллионов долларов. Исследовательский проект в области телеприсутствия стартовал в 1990 году. Проект телеприсутствия Онтарио (OTP), расположенный в Университете Торонто, представлял собой междисциплинарную инициативу, объединяющую социальные и инженерные науки. В итоговом отчете указывалось, что это был "трехлетний предконкурентный исследовательский проект стоимостью 4,8 миллиона долларов, целью которого было проектирование и полевые испытания передовых систем медиапространства на различных рабочих местах для получения информации о ключевых социологических и инженерных проблемах. ОПП, завершившийся в декабре 1994 года, был частью Международного проекта телеприсутствия, который связал исследователей из Онтарио с их коллегами из четырех европейских стран. Основным спонсором проекта было правительство Онтарио через два своих центра передового опыта — Исследовательский центр информационных технологий (ITRC) и Исследовательский институт телекоммуникаций Онтарио (TRIO)."

Преимущества

Один эксперт отрасли описал некоторые преимущества телеприсутствия: "Четыре фактора определили наше решение расширить бизнес с использованием видеосвязи и телеприсутствия. Мы стремились сократить расходы на командировки, уменьшить углеродный след и негативное воздействие на окружающую среду, улучшить баланс между работой и личной жизнью сотрудников и повысить их производительность". Вместо того чтобы совершать длительные поездки для личных встреч, сейчас повсеместно используются системы телеприсутствия, основанные на многокодековых видеосистемах (что и подразумевается термином "телеприсутствие" в современном понимании). Каждый участник встречи использует комнату телеприсутствия для подключения и видит/слышит всех остальных участников на экране/экранах, как если бы они находились в одной комнате. Это обеспечивает значительную экономию времени и средств. Телеприсутствие превосходит телефонные конференции (за исключением стоимости), поскольку визуальный компонент значительно улучшает коммуникацию, позволяя воспринимать мимику и другие невербальные сигналы. Системы мобильного взаимодействия объединяют возможности видео-, аудиосвязи и совместной работы на экране с использованием новейших мобильных устройств для организации многосторонних конференций в реальном времени, независимо от местоположения участников. Преимущества включают экономию средств за счет ускоренного решения проблем, сокращения простоев и командировок, повышения качества обслуживания клиентов и увеличения производительности.

Реализация

Телеприсутствие определяется как ощущение полного присутствия человека в реальном месте, удаленном от его фактического местоположения. Человек, использующий видеотелеприсутствие, сможет вести себя и воспринимать окружающую среду так, словно он физически присутствует на удаленной площадке. Это обеспечит интерактивное участие в групповых мероприятиях и принесет пользу широкому кругу пользователей.

Реализация сенсорных элементов человека

Для обеспечения эффекта телеприсутствия требуются технологии, реализующие человеческие сенсорные компоненты зрения, слуха и управления.

Зрение и звук

Минимальная система обычно включает визуальную обратную связь. В идеале, всё поле зрения пользователя должно быть заполнено изображением удалённого местоположения, а точка обзора должна соответствовать движениям и ориентации головы пользователя. Это отличает её от телевидения или кино, где точка обзора не подконтрольна зрителю. Для достижения этого пользователю может быть предоставлен очень большой (или панорамный) экран, либо небольшие дисплеи, установленные непосредственно перед глазами. Последнее обеспечивает особенно реалистичное ощущение трёхмерности. Необходимо отслеживать движения головы пользователя, а камера должна точно и в реальном времени имитировать эти движения. Это важно для предотвращения нежелательной укачивания. Ещё одним перспективным направлением развития дисплеев телеприсутствия, которое некоторые сравнивают с голограммами, является технология проецируемого изображения в масштабе реального размера. Звук, как правило, является самым простым ощущением для реализации с высокой точностью, благодаря базовой телефонной технологии, существующей уже более 130 лет. Высококачественное звуковое оборудование также доступно уже значительное время, при этом стереофонический звук воспринимается более реалистично, чем монофонический.

Манипуляция

Способность манипулировать удалённым объектом или средой является важным аспектом для некоторых пользователей телеприсутствия и может быть реализована множеством способов в зависимости от потребностей пользователя. Обычно движения рук пользователя (положение в пространстве и положение пальцев) считываются с помощью проводных перчаток, инерциальных датчиков или датчиков абсолютного пространственного положения. Робот в удалённом месте затем воспроизводит эти движения как можно точнее. Эта возможность также известна как телеуправление. Чем точнее робот воспроизводит форму и функциональность человеческой руки, тем сильнее ощущение телеприсутствия. Сложность роботизированных исполнительных механизмов сильно варьируется – от простых захватов с одной осью до полностью антропоморфных роботизированных рук. Тактильная телеоперация – это система, обеспечивающая тактильную обратную связь, позволяющую пользователю ощущать приближённое представление веса, твёрдости, размера и/или текстуры удалённых объектов, которыми манипулирует робот. В настоящее время разрабатывается новая технология, называемая совместной телеприсутствием, которая позволит сотрудничать с другими людьми, создавая ощущение нахождения в одной комнате, соблюдая при этом нормальную социальную дистанцию. Совместная телеприсутствие использует тактильные датчики для создания ощущения прикосновения.

Свобода передвижения

Распространение высококачественных видеоконференций с использованием мобильных устройств, планшетов и портативных компьютеров способствовало значительному росту популярности роботов телеприсутствия, позволяя создать более реалистичное ощущение удаленного физического присутствия для общения и совместной работы в офисе, дома или в школе, когда личное присутствие невозможно. Робот-аватар может перемещаться или осматриваться по команде удаленного пользователя. Управляемые роботы телеприсутствия обычно оснащены дисплеем (интегрированным или отдельным телефоном или планшетом), установленным на мобильной базе. Примеры мобильных роботов телеприсутствия включают Beam от Suitable Technologies, Double от Double Robotics, Ava Telepresence от Ava Robotics, Anybots, Vgo, TeleMe от Mantarobot и Romo от Romotive. Более современные модели могут работать в автономном режиме, составляя карту пространства и избегая препятствий при перемещении между комнатами и док-станциями.

Эффективность

Эффективность телеприсутствия варьируется в зависимости от степени реалистичности. Исследования показывают, что решения для телеприсутствия различаются по степени внедрения, от "полностью погружающих" через "адаптивные" до "облегченных" решений. Наивысшая степень реалистичности достигается в полностью погружающих решениях, где окружение на обоих концах тщательно контролируется (и часто идентично) в отношении освещения, акустики, декора и мебели, создавая у всех участников ощущение совместного присутствия за одним столом в одной комнате, что и обуславливает термин "полностью погружающие". Адаптивные решения для телеприсутствия могут использовать те же технологии, но окружение на обоих концах не подвергается строгому контролю и, следовательно, часто различается. Адаптивные решения отличаются от облегченных решений телеприсутствия не степенью контроля над окружением, а уровнем интеграции технологий. Адаптивные решения используют управляемые услуги, в то время как облегченные решения телеприсутствия требуют самостоятельной интеграции компонентов.

Прозрачность осуществления

Хорошая стратегия телеприсутствия ставит во главу угла человеческий фактор, сосредотачиваясь на конфигурациях визуального взаимодействия, которые максимально соответствуют врожденным предпочтениям мозга в межличностном общении, отличаясь от неестественного ощущения "говорящих голов" при традиционном видеоконференцсвязи. К этим сигналам относятся участники в реальный рост, плавное движение, точная передача оттенков кожи и ощущение зрительного контакта. Это уже хорошо зарекомендовавшая себя технология, которую сегодня используют многие компании. Генеральный директор Cisco Systems Джон Чемберс в июне 2006 года на конференции Networkers сравнил телеприсутствие с телепортацией из "Звёздного пути" и заявил, что видит в этой технологии потенциальный миллиардный рынок для Cisco. Редко система телеприсутствия обеспечивает настолько прозрачную реализацию и настолько всесторонние и убедительные стимулы, чтобы пользователь не ощущал разницы между реальным присутствием и телеприсутствием. Однако пользователь может не обращать внимания на эти различия, в зависимости от задачи. Довольно простой телефон достигает ограниченной формы телеприсутствия, используя лишь слух, заставляя пользователей чувствовать, что они разговаривают друг с другом, а не с самим телефоном. Просмотр телевизора, хотя и стимулирует основные чувства – зрение и слух, редко создает ощущение, что зритель покинул свой дом. Тем не менее, телевидение иногда настолько сильно воздействует на чувства, что вызывает у зрителей эмоциональные реакции, схожие с теми, которые испытывают люди, непосредственно наблюдающие или переживающие события. Например, трансляции спортивных мероприятий могут вызывать сильные эмоции у зрителей. По мере увеличения размера экрана возрастает и ощущение погружения, а также спектр субъективных переживаний, доступных зрителю. Некоторые зрители сообщают об ощущении настоящего головокружения или укачивания при просмотре фильмов IMAX о полетах или сценах на природе. Поскольку большинство доступного на данный момент оборудования для телеприсутствия оставляет желать лучшего, пользователю приходится в определенной степени отключать критическое мышление и вести себя естественно, соответствуя обстановке удаленного места, возможно, даже проявляя определенные навыки при работе с оборудованием. В отличие от этого, пользователь телефона не считает себя "оператором" телефона, а просто разговаривает с другим человеком.

Виртуальное присутствие (виртуальная реальность)

Телеприсутствие подразумевает взаимодействие пользователя с другим живым, реальным местом и отличается от виртуального присутствия, когда пользователю создается впечатление нахождения в смоделированной среде. Телеприсутствие и виртуальное присутствие используют схожее оборудование пользовательского интерфейса и имеют общую черту: соответствующие части опыта пользователя на каком-то этапе процесса передаются в абстрактном (обычно цифровом) виде. Основное функциональное различие заключается в том, что находится на другом конце: реальная среда в случае телеприсутствия и компьютер – в случае иммерсивной виртуальной реальности. Ощущение присутствия очень похоже на дистальную атрибуцию или экстернализацию, что можно сравнить с проецированием своего присутствия и сознания за пределы наших органов чувств и восприятием окружающей среды таким образом. Различают два типа восприятия. Первый – непосредственное восприятие, при котором мы не можем ощутить ничего, выходящего за рамки нашего физического окружения. Второй – опосредованное присутствие посредством технологий, которое заставляет нас одновременно воспринимать две различные среды: ту, что непосредственно вокруг нас, и ту, что проецируется для нас с помощью технологий. Опосредованный опыт не ограничивается виртуальными технологиями и может возникать при наблюдении за удаленными местами, например, за космосом через телескоп или камеру.

Приложения

Примеры применения можно привести в сфере управления в чрезвычайных ситуациях и служб безопасности, в сфере бизнеса и промышленности, а также в индустрии развлечений и образования. Помимо аудиовизуальных данных, передача тактильной (осязательной) информации также была продемонстрирована в телемедицине.

Образование

Были проведены исследования по использованию телеприсутствия для повышения квалификации учителей. Исследования показали, что одной из наиболее эффективных форм повышения квалификации учителей является коучинг, или когнитивное наставничество. Применение телеприсутствия представляется перспективным способом сделать этот подход к повышению квалификации учителей практичным. Преимущества вовлечения школьников в исследовательскую деятельность также продемонстрированы программами JASON и NASA Ames Research Center. Возможность для ученика, студента или исследователя исследовать место, которое в противном случае было бы недоступно, является весьма привлекательной; например, места, где большое количество посетителей наносит вред окружающей среде или самим артефактам, такие как подводные исследования коралловых рифов, древнеегипетских гробниц и более современных произведений искусства. Другое применение – удаленные классы, позволяющие профессору одновременно обучать студентов в разных кампусах. Примером этого является использование в классах юридических школ Университета Ратгерса. Две идентичные аудитории расположены в двух крупных городах. Каждая аудитория оснащена студийным освещением, аудио- и видеоконференцсвязью, подключенной к 200-дюймовому монитору на стене, на который смотрят студенты, создавая ощущение присутствия в одном классе. Это позволяет профессорам вести занятия из любого кампуса и способствует взаимодействию между студентами в обоих кампусах во время занятий.

Искусство телеприсутствия

Настоящее телеприсутствие – это междисциплинарное искусство и наука, фундаментально объединяющая инженерию, психологию и искусство телевизионной трансляции. В 1998 году Диллер и Скофидио создали "Refresh" – интернет-инсталляцию, сопоставившую прямую веб-камеру с записанными видеороликами, поставленными профессиональными актерами. Каждое изображение сопровождалось вымышленным повествованием, что затрудняло определение, какое из них транслировалось в прямом эфире. В 1993 году Эдуардо Кач и Эд Беннетт создали инсталляцию телеприсутствия "Орниторринко на Луне" для международного фестиваля телекоммуникационного искусства "Размытые границы" (Entgrenzte Grenzen II). Фестиваль координировался Kulturdata в Граце, Австрия, и был подключен к сети по всему миру. С 1997 года по настоящее время Гислейн Боддингтон из shinkansen и body>data>space исследует, в рамках коллаборативного процесса, который она назвала The Weave, расширенное использование телеприсутствия на фестивалях, в художественных центрах и клубах, применяя техники исполнительского искусства, и руководила многочисленными семинарами, стимулировавшими изучение телеприсутствия многими художниками по всему миру. Эта методология широко используется для развития навыков телеинтуиции у молодежи в подготовке к будущему миру труда посредством проекта body>data>space / NESTA "Роботы и аватары" – инновационного проекта, исследующего, как молодые люди будут работать и взаимодействовать с новыми формами представления себя и других в виртуальной и физической жизни в ближайшие 10–15 лет. Обзор телеприсутствия в танце и театре за последние 20 лет представлен в исследовательском документе Джудит Стейнс «Excited Atoms» (2009), который можно скачать с сайта On The Move.

Популярная культура

Телеприсутствие встречается в медиа и индустрии развлечений.

Комиксы

В книге Ламара Уолдрона "M.I.C.R.A.: Mind Controlled Remote Automaton" (1986–88) рассказывается история студентки, парализованной из-за травмы шеи, которая вызвалась быть дистанционным оператором тела андроида, созданного одним из её профессоров. Комикс-серия "Суррогаты" (2005–2006), послуживший основой для фильма "Суррогаты" (2009), описывает будущее, где люди повсеместно используют андроидов, управляемых силой мысли.

Сообщества виртуальной реальности

Active Worlds и Second Life позволяют общаться голосом с 3D-аватарами.