В космос за несколько секунд: голографическая телепортация становится реальностью

…Над маленьким устройством вырастает объёмный голубоватый силуэт девушки. Виртуальная героиня почтительно кланяется, моля о помощи. Пока что это — лишь отрывок из фантастической эпопеи «Звёздные войны», где общение с помощью голограмм было излюбленным способом связи между героями. Но вот и реальность XXI века: на МКС астронавт беседует с голограммой находящегося на Земле доктора, а, спустя несколько месяцев, голограммы американских студентов переносятся за границу в рамках испытания. Неужели фантастика стала реальностью?

Отвечаем: почти. Правда, пока, чтобы воспользоваться новой технологией, абонентам требуются специальные очки.

Но обо всём по порядку. Итак — погружаемся в мир удивительного изобретения, метко названного «голопортация», что является сокращением от словосочетания «голографическая телепортация».

Новый способ связи разработала (и сейчас совершенствует) всем известная корпорация «Microsoft» (да-да, та самая, с помощью чьей программы «Microsoft Word» Ваша покорная слуга сейчас пишет эту статью).

Голопортация — технология, которая создаёт виртуальную 3D-модель человека и переносит её в высоком качестве в любую точку мира. Общение происходит в режиме реального времени: собеседнику передаются не только речь, но и мимика, и движения удалённого на много километров оппонента. Голограмму человека можно рассматривать со всех сторон и даже с ней взаимодействовать — например, дать пять (при наличии специального оборудования у обоих абонентов). Фантастика, да и только!…

Как создаётся голограмма? В первую очередь, для этого технически непростого процесса требуются специальные камеры. С их помощью создаётся объёмное изображение человека. В принципе, можно обойтись двумя камерами, но при желании улучшить качество голограммы лучше расщедриться ещё на несколько устройств.

В результате съёмки мы получаем трёхмерную модель человека в виртуальной реальности. Но её ещё надо как-то (и куда-то) передать. Здесь на помощь приходит специальная гарнитура (шлем) смешанной реальности «HoloLens», также изготавливаемая корпорацией «Microsoft». Именно с помощью этого приспособления человек «на той стороне» получает возможность видеть в своём помещении голограмму собеседника и взаимодействовать с ней.

Несмотря на страшное название, внешне гарнитура чем-то напоминает массивные очки для сноубординга. А по факту, это настоящий компактный компьютер, оснащённый большим количеством визуальных датчиков и специальной системой, создающей картинку на линзах перед глазами пользователя.

Таким образом, когда абонент «на другом конце провода» стоит (ну, или прыгает и машет руками — в зависимости от степени эмоциональности собеседника), камеры в режиме реального времени снимают его тело, создавая трёхмерную модель и фиксируя движения. Затем информация передаётся через Сеть собеседнику пользователя — прямиком в его шлем смешанной реальности. В очках трёхмерная модель человека нужным образом преломляется, как можно более естественно подстраиваясь под окружающее хозяина шлема реальное пространство, которое наблюдается сквозь линзы наравне с виртуальной голограммой (отсюда и название — гарнитура смешанной реальности).

Чтобы картинка, видимая при помощи «HoloLens», выглядела максимально естественно, линзы гарнитуры изогнуты. Поэтому они преломляют изображение и подают в глаза пользователя визуальные сигналы, в том числе и с боков гарнитуры — как при «натуральном» обзоре помещения без очков. Создавая картинку, системы гарнитуры также учитывают положение шлема в пространстве и окружающие предметы. Работа в виртуальном пространстве обеспечивается специальным приложением «Microsoft Mesh».

В результате хозяину шлема кажется, что находящийся за много километров от него оппонент располагается в одном с ним помещении. Важно отметить: чтобы контакт был двусторонним, гарнитуры потребуются уже обоим абонентам!

В поистине экстремальных условиях технология была испытана в апреле 2022 г. — тогда голопортация позволила лётному хирургу Йозефу Шмидту и его коллегам в мгновение ока перенестись на борт Международной Космической Станции в рамках испытания и успешно переговорить с астронавтом Томасом Песке.

Тестирования голопортации проводились и до этого, но сеанс «голосвязи» с МКС стал первым случаем, когда голограмма передавалась на такое огромное расстояние (помним, что нашу родную планету и космическую станцию отделяют друг от друга более 400 км). Чтобы применить голопортацию для связи со станцией, технологию дополнили специальным программным обеспечением, разработанным хьюстонской компанией «AEXA Aerospace».

Точная информация о том, какие каналы связи использовали для общения астронавты и учёные, отсутствует, но, предположительно, передача данных производилась по радиосвязи — благо техническое оснащение МКС позволяет передавать на Землю (и принимать с Земли) сигналы так же, как это происходило бы в земных условиях. Только аппаратура на космической станции ещё и в разы мощнее, чем её аналоги на поверхности планеты.

Тем не менее, при сеансе связи с МКС для передачи больших объёмов данных качество картинки всё равно сильно снижалось. Однако, астронавты так впечатлились необычной технологией, что выразили надежду на использование голопортации в будущем. Только теперь уже — с установкой камер ещё и на МКС, чтобы собеседники на Земле тоже могли полноценно взаимодействовать с экипажем.

Если уж технология прошла весьма успешное испытание на орбите Земли, то нет ничего удивительного и в том, что спустя несколько месяцев состоялась не менее успешная международная голопортация — первая в мире и уже двусторонняя.

В рамках этого испытания голограммы студентов из Западного института космических исследований в Канаде перенеслись в американский город Хантсвилл (штат Алабама), а их собеседники в виртуальном виде побывали в канадском городе Лондоне (да, у канадцев как продолжателей славных британских традиций тоже есть свой Лондон, и находится он в штате Онтарио). Возглавлявший исследование специалист, впечатлившись технологией, пошутил, что голопортация могла бы избавить людей от необходимости покупать авиабилеты, чтобы встречаться с кем-то за границей.

Однако, технология голопортации — это намного больше, чем просто приятная блажь для потенциальных «диванных путешественников». Возможность виртуального присутствия в отдалённых местах может очень пригодиться в медицинском обслуживании — для консультации с врачами жителей отдалённых районов (например, в сельской местности).

Чтобы развить возможности голопортации, разработчики планируют попытаться объединить голограммы с биосенсорами, чтобы сделать взаимодействие оппонентов (например, врача и пациента) более полноценным. Учёные отмечают, что в будущем голопортация сможет помочь одному врачу работать за несколькими операционными столами в разных местах одновременно.

Также технология пригодится в набравшем популярность в пандемийную эпоху дистанционном обучении (только представьте себе в далёком будущем голограмму профессора, который ведёт урок для молодого поколения поселенцев где-нибудь на Марсе, находясь в это время в одном из лучших вузов Земли!) и космических испытаниях (к примеру, если для выгодного участника миссии не хватит места на борту корабля).

«Представьте, что у Вас есть возможность куда угодно взять с собой лучшего инструктора или настоящего разработчика особо сложной технологии», — поделился перспективами применения голопортации Йозеф Шмидт, благодаря новой технологии «побывавший» на МКС.

Пока что, голопортация — удовольствие весьма дорогостоящее, поэтому ею пользуются только крупные организации. Но что мешает нам уже сейчас помечтать о возможном недалёком будущем, когда в любой момент можно будет встретиться с близким человеком у себя дома, даже если он в этот момент будет находиться от нас за миллионы километров, и пригласить его на чашечку виртуального чая?