NOWE LABORATORIA BADAWCZE NA UNIWERSYTETCIE EKONOMICZNYM W POZNANIU

Transkrypt

1 NOWE LABORATORIA BADAWCZE NA UNIWERSYTETCIE EKONOMICZNYM W POZNANIU Katedra Technologii Informacyjnych Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu wzbogaciła się niedawno o trzy nowe laboratoria naukowe: Laboratorium Wirtualnej i Wzbogaconej Rzeczywistości; Laboratorium Internetu Rzeczy; Laboratorium Interakcji Człowiek-Komputer. Powstały one w ramach projektu InnoUEP sfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Cały projekt obejmował jeszcze cztery inne laboratoria przypisane innym katedrom i wspólną serwerownię umieszczoną paradoks historii w dawnym skarbcu cesarza Niemiec i króla Prus Wilhelma II Hohenzollerna. Laboratorium Wirtualnej i Wzbogaconej Rzeczywistości Kierownik: dr hab. inż. Krzysztof Walczak, prof. nadzw. UEP Badania w dziedzinie wirtualnej rzeczywistości (ang. Virtual Reality, VR) i wzbogaconej rzeczywistości (ang. Augmented Reality, AR) są prowadzone w Katedrze Technologii Informacyjnych UEP od 20 lat. Pomimo bardzo ograniczonej dawniej bazy sprzętowej (standardowy sprzęt komputerowy i mobilny), Katedra może poszczycić się w tej dziedzinie istotnymi osiągnięciami: ponad 100 publikacji naukowych, 8 doktoratów, 1 habilitacja, 4 patenty międzynarodowe (3 europejskie, 1 amerykański) oraz liczne wdrożenia opracowanych technologii. W 2012 roku wydawnictwo Springer opublikowało monografię poświęconą w całości pracom realizowanym w Katedrze Technologii Informacyjnych UEP w dziedzinie syntetycznych treści 3D. UEP jest członkiem założycielem europejskiego stowarzyszenia EuroVR Association. Dotychczasowe badania naukowe prowadzone w Katedrze Technologii Informacyjnych w dziedzinie VR/AR koncentrowały się głównie na opracowywaniu

2 nowych metod tworzenia i prezentacji interaktywnych trójwymiarowych treści syntetycznych (wirtualnych środowisk). Treść w systemach VR/AR odgrywa zasadniczą rolę, ponieważ to treść użytkownik postrzega i z treścią wchodzi w interakcję. Upowszechnienie stosowania aplikacji VR/AR wymaga masowego tworzenia treści przez ekspertów dziedzinowych: handlowców zarządzających wirtualnymi wystawami sklepowymi, nauczycieli przygotowujących lekcje prowadzone z użyciem technik VR/AR, muzealników projektujących wirtualne galerie. Nie można przy tym wymagać od nich, aby byli ekspertami w dziedzinie modelowania komputerowego i programowania. W badaniach nad metodami i narzędziami tworzenia trójwymiarowych treści przez ekspertów dziedzinowych Katedra Technologii Informacyjnych jest liderem. Jednak tworzenie treści to dopiero pierwszy krok. Właściwa prezentacja wirtualnych środowisk użytkownikom i umożliwienie im naturalnej interakcji z wysokiej jakości wirtualnymi obiektami w tych środowiskach wymaga już zaawansowanego sprzętu i oprogramowania. Laboratorium Wirtualnej i Wzbogaconej Rzeczywistości jest wyposażone w sprzęt i oprogramowanie, które pozwala na pozyskiwanie wysokiej jakości modeli trójwymiarowych (przez skanowanie obiektów i ruchu), zaawansowaną interakcję (przez ruch ciała, gesty, dotyk), po systemy prezentacyjne w tym różnorodne hełmy nagłowne (ang. Head-Mounted Displays, HMD), interaktywną ścianę projekcyjną (ang. Powerwall) oraz jaskinię wirtualnej rzeczywistości (ang. Cave Automatic Virtual Environment, CAVE). Sprzęt i oprogramowanie stanowiące wyposażenie Laboratorium Wirtualnej i Wzbogaconej Rzeczywistości pozwoli nie tylko na zintensyfikowanie dotychczasowych badań naukowych, ale również na podjęcie prac w zupełnie nowych kierunkach badawczych i otwarcie się na nowe obszary zastosowań uzyskanych wyników. Dzięki nowoczesnemu wyposażeniu Laboratorium będzie możliwe objęcie badaniami całego cyklu projektowania i praktycznych zastosowań aplikacji VR/AR. Dotyczy to zarówno metod projektowania treści i aplikacji VR/AR, prezentacji środowisk wirtualnej i wzbogaconej rzeczywistości użytkownikom końcowym za

3 pomocą interfejsów zanurzeniowych i mobilnych oraz metod interakcji użytkowników z obiektami w tego typu środowiskach. Możliwe będzie badanie postrzegania wirtualnych środowisk przez różnych użytkowników i eksperymentalna ocena możliwości praktycznego wykorzystania technik wirtualnej i wzbogaconej rzeczywistości w różnych obszarach aplikacyjnych. Przewiduje się prowadzenie badań w takich dziedzinach, jak handel, serwis, marketing, dziedzictwo kulturowe, edukacja, rozrywka (produkcja gier i filmów), medycyna, inżynieria, architektura oraz szybkie prototypowanie produktów. We wszystkich tych obszarach użycie technik VR/AR otwiera zupełnie nowe, niespotykane dotąd możliwości. Laboratorium Internetu Rzeczy Kierownik: dr hab. inż. Jarogniew Rykowski, prof. nadzw. UEP Oprócz Internetu Ludzi, którym posługujemy się na co dzień, i który łączy ludzi ze sobą i ze źródłami informacji, na naszych oczach powstaje równolegle Internet Rzeczy, który łączy wszelkie możliwe rzeczy, otaczające ludzi. Podstawową zasadą Internetu Rzeczy jest zasada dobrego służącego oznaczająca, że inteligentne i wzajemnie komunikujące się urządzenia mają nie zwracać na siebie uwagi i pozostawać niewidoczne, ale jednocześnie mają służyć ludziom i okazywać im pomoc w wykonywaniu wszystkich tych czynności, które można zautomatyzować. Najwyższym celem urządzeń podłączonych do Internetu Reczy jest zatem zapewnienie komfortu użytkownikom inteligentnych instalacji przy jednoczesnym minimalnym poziomie ich zaangażowania i minimalnej wymaganej wiedzy co do sposobu działania i obsługi wykorzystywanych urządzeń. Głównym celem Laboratorium Internetu Rzeczy jest sprawdzenie w warunkach możliwie zbliżonych do rzeczywistych inteligentnych instalacji, systemów i miejsc. W laboratorium zainstalowano szereg urządzeń pracujących w trzech głównych standardach inteligentnych instalacji: przemysłowym EIB/KNX, półprofesjonalnym (urządzenia wykorzystujące radiową transmisję danych ZigBee i zwave) oraz amatorskim z wykorzystaniem sterowników z procesorami AVR, w tym

4 modułów Arduino i Raspberry. Struktura sprzętowa laboratorium daje możliwość unikalnego połączenia tych trzech klas systemów oraz ich wzajemnego wykorzystania do zwiększenia inteligencji systemu docelowego przy jednoczesnej minimalizacji kosztów jego przygotowania i obsługi. Warto zaznaczyć, że, w odróżnieniu od większości laboratoriów tego typu, które tylko symulują działanie testowanych instalacji, urządzenia sterujące zainstalowane w laboratorium kontrolują rzeczywiste elementy wyposażenia budynku, takie jak okna, drzwi, rolety, wentylację, ogrzewanie itp. Dodatkowo, w laboratorium są testowane w praktyce najnowsze rozwiązania w zakresie interfejsu człowiek-komputer w inteligentnych zastosowaniach, w tym sterowanie za pomocą gestów, wykrywanie obecności i ruchu, biometrii, głosu, śledzenia linii wzroku itp. Laboratorium Interakcji Człowiek-Komputer Kierownik: dr inż. Jacek Chmielewski W tym laboratorium będą prowadzone badania nad dwoma kluczowymi aspektami interakcji człowieka z komputerami: komunikacji wielourządzeniowej, wykorzystaniem interfejsów naturalnych: ruchu, głosu, obecności itp. W odniesieniu do pierwszego aspektu chodzi o efektywne wykorzystanie całego ekosystemu urządzeń dostępnych w danej chwili w miejscu przebywania użytkownika. Użytkownik przenosząc się np. z domu do pracy, zmienia nie tylko lokalizację, ale również otoczenie, w jakim działa, w tym zestaw urządzeń, jakie ma do dyspozycji. Celem badań jest opracowanie metod konstruowania systemów informatycznych, które pozwolą efektywnie i spójnie wykorzystać wszystkie urządzenia znajdujące się w zasięgu użytkownika i w miarę jak się przemieszcza płynną migrację z jednego zestawu urządzeń do kolejnego. Szef firmy może zacząć przeglądać wyniki swojego przedsiębiorstwa na tablecie przy śniadaniu, kontynuować przegląd i wydawać polecenia po drodze do pracy korzystając z głosowego interfejsu

5 systemu multimedialnego w samochodzie, a następnie przygotować i cyfrowo podpisać niezbędne dokumenty na swoim komputerze, gdy już dotrze do biura. Wszystko to w ramach jednej aplikacji działającej na wielu urządzeniach i podążającej za użytkownikiem. W odniesieniu do drugiego aspektu naturalnych interfejsów użytkownika celem badań jest opracowanie takich metod komunikacji użytkowników z systemami informatycznymi, które minimalizują czas i energię użytkowników. Obecne urządzenia i systemy wymagają od użytkownika zdobycia wiedzy i umiejętności często skomplikowanych i zaawansowanych aby móc się nimi w pełni posługiwać. Wykorzystując naturalne formy komunikacji funkcjonujące między ludźmi, jest możliwe wyeliminowanie lub zminimalizowanie fazy uczenia się obsługi danego urządzenia lub systemu. Docelowo, aby np. zlecić wysyłkę wybranych paczek z magazynu, zamiast wyszukiwać numery paczek i klikać w odpowiednie ikonki i przyciski na komputerze lub tablecie, wystarczy pojawić się na terenie magazynu, wskazać gestem paczkę i wypowiedzieć polecenie wysyłki na wskazany adres. Na wyposażenie Laboratorium Interakcji Człowiek-Komputer składa się prawie setka różnorodnych urządzeń, od ekranów i stołów dotykowych, przez kamery i sensory, po różnorodne smartfony, tablety, zegarki i inne urządzenia, które można wykorzystać do komunikacji z użytkownikami systemów informatycznych. Urządzenia te działają w oparciu o ponad 10 różnych platform technologicznych, co gwarantuje, że testowane scenariusze wielourządzeniowe będą wiernie odwzorowywać zróżnicowanie zestawów urządzeń, z jakich potencjalnie mogą korzystać użytkownicy. Tak różnorodna kolekcja urządzeń pozwala na komponowanie praktycznie dowolnych ekosystemów cyfrowych i realizację szerokiego spektrum scenariuszy interakcji człowieka z systemami informatycznymi..