فرمت فایل HCTI حس «لمس» را از طریق اینترنت ارسال می‌کند

در آینده اینترنت ممکن است به ما امکان دهد همه چیز را به صورت دیجیتالی لمس کنیم. این فناوری ممکن است عصر جدیدی از پزشکی از راه دور و بازی‌های آنلاین را آغاز کند.

محققان فرمت استاندارد جدیدی به نام کدک‌های هپتیک برای اینترنت لمسی (HCTI) ایجاد کرده‌اند که به اطلاعات لمسی امکان می‌دهد تا ازطریق بسته‌های داده با حجم مناسب در شبکه‌ی اینترنت ارسال شوند. ویژگی‌های کلیدی این استاندارد عبارت‌اند از:

• بسته‌ی داده که برای ارسال این اطلاعات استفاده می‌شوند، کوچک هستند و به پهنای باند زیادی نیاز ندارند. این ویژگی باعث می‌شود که انتقال کارآمدتر و تقاضای کمتری در شبکه داشته باشند.
• اطلاعات لمسی را می‌توان در هر دو جهت ارسال کرد، به این معنی که شما می‌توانید احساسات لمسی را از طریق اینترنت ارسال و دریافت کنید.

محققان جزئیات استاندارد جدید را در مقاله‌ای که ۱۴ ژوئن توسط انجمن استانداردهای موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) منتشر شد، تشریح کردند.

هنگام ارسال بازخورد لمسی (احساس لمسی) از طریق اتصال از راه دور، مانند کنترل بازوی ربات از راه دور، بسته‌های داده باید با سرعت ۴٬۰۰۰ بار در ثانیه دریافت و ارسال شوند. این فرکانس بالا تضمین می‌کند که بازخورد واقعی و در لحظه و انتقال داده مطمئن است. با این حال، این فرآیند فشار زیادی را به شبکه وارد می‌کند، زیرا باید حجم زیادی از داده‌ها را خیلی سریع مدیریت کند. اکهارد استینباخ، نویسنده‌ی اصلی مقاله و استاد فناوری رسانه در دانشگاه فنی مونیخ، در بیانیه‌ای به این چالش اشاره کرد.

برای غلبه بر مشکل انتقال داده با فرکانس بالا و فشار آن به شبکه، استاندارد HCTI از فشرده‌سازی استفاده می‌کند و این نرخ کلاک را به ۱۰۰ بار در ثانیه کاهش می‌دهد که به گفته‌‌ی استینباخ: «نزدیک به آستانه‌ی درک انسان است.»

استاندارد HCTI نحوه‌ی ارسال و دریافت اطلاعات لمسی از طریق اینترنت را بهبود می‌بخشد. بهبود آن به این صورت است:

• بهینه‌سازی حلقه‌ی کنترل: بدین معنا که ارتباط بین فرستنده و گیرنده را کارآمدتر می‌کند.
• فشرده‌سازی اطلاعات: استاندارد HCTI مانند نحوه‌ی فشرده‌سازی فایل‌های صوتی (MP3) یا تصویری (JPEG) برای کوچکتر‌کردن و ارسال آسان‌تر، اطلاعات لمسی را فشرده می‌کند. این فشرده‌سازی در هر دو جهت کار می‌کند و ارتباط دو طرفه را ارائه می‌دهد.

استینباخ کدک لمسی جدید را با فرمت‌های شناخته شده‌ای مانند JPEG و MPEG مقایسه کرد. همانطور که این فرمت‌ها پس از معرفی به بسیاری از برنامه‌های کاربردی جدید منجر شدند، او انتظار دارد که در مورد کدک‌های لمسی جدید نیز همین اتفاق بیفتد.

کدک‌ها ابزارهایی هستند که فایل‌ها را با حذف قسمت‌هایی که معمولاً انسان نمی‌تواند متوجه آن‌ها شود، کوچک‌تر می‌کنند. مثلا کدک JPEG تصاویر را با حذف رنگ‌ها و جزئیاتی که چشم ما کمتر می‌بیند، فشرده می‌کند. به همین ترتیب کدک MP3 صدا را با حذف صداهایی که گوش ما کمتر می‌شنود، فشرده می‌کند.

کدک‌ها معمولا داده‌ها را فقط در یک جهت ارسال می‌کنند. با این حال، برای اینکه بازخورد لمسی به خوبی در مسافت کار کند، داده‌ها باید به هر دو سمت بروند و بسیار دقیق باشند؛ درنتیجه اتصالات اینترنت باید پهن‌باند (پرسرعت) و کم‌تاخیر باشند. هنگام کنترل ربات‌ها در محل، این مشکل بزرگی نیست، زیرا اتصال معمولاً قوی است. اما هنگام کنترل آن‌ها از راه دور، به دلیل نیاز به اینترنت پرسرعت و مطمئن، مسئله چالش برانگیزتر می‌شود.

کوچک‌تر کردن بسته‌های داده اطلاعات کافی را نگه می‌دارد و بازخورد لمسی چنان سریع ارسال می‌شود که انسان به تاخیر آن پی نمی‌برد. محققان تنها نقطه‌ضعف این روش را نیز بیان کردند؛ هنگامی که ربات بازخورد لمسی را به کنترل‌کننده ارسال می‌کند، قدرت نیروهایی که ارسال می‌کند، کمی کمتر از نیروهای واقعی است. برای مثال، اگر ربات یک سطح سخت را لمس کند، بازخوردی که احساس می‌شود، ممکن است کمی نرم‌تر از سطح واقعی باشد. این مسئله بدین دلیل اتفاق می‌افتد که برخی از اطلاعات نیرو در طول انتقال از بین می‌رود یا کاهش می‌یابد.

به گفته‌ی دانشمندان، استاندارد HCTI می‌تواند در آینده به خصوص در پزشکی بسیار مفید باشد و انتقال سرعت بالا برای آن مهم است. کاربرد مهم، جراحی از راه دور است؛ یک جراح در یک نقطه از جهان می‌تواند یک ربات را برای انجام عمل جراحی در نقطه‌ای دیگر از جهان کنترل کند. همچنین یک پزشک می‌تواند سونوگرافی را روی بیمار در آمبولانس از مکان دیگری انجام دهد و به ارائه مراقبت‌های پزشکی سریع‌تر کمک کند.

بازخورد لمسی می‌تواند بازی و سرگرمی را واقعی‌تر کند. مثلا در بازی آنلاین و سینماهای چهاربعدی می‌توانید چیزهایی مانند دست‌دادن بین بازیکنان را احساس کنید. هدست‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده می‌توانند تجربه‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده را فراگیرتر و واقعی‌تر کنند.