Kan virtual reality komme til at ligne virkeligheden så meget, at vi ikke kan se forskel?
Følelsen af at bevæge sig frit er en af de udfordringer, der står i vejen for, at vi kan blive overbevist om, at en virtuel verden er virkelig.
Virtual-reality_virkelighed_VR-teknologi_virtual reality_teknologi

En af udfordringerne ved at gøre virtual reality virkeligtsnært er, at gøre det muligt at røre ved den virtuelle virkelighed. (Foto: Shutterstock)

En af udfordringerne ved at gøre virtual reality virkeligtsnært er, at gøre det muligt at røre ved den virtuelle virkelighed. (Foto: Shutterstock)

Hvordan kan du vide, at du kan stole på den virkelighed, du oplever, og at du ikke blot bliver snydt af en anden bagvedliggende virkelighed, som du ikke har adgang til?

Dette spørgsmål har været et filosofisk diskussionsemne i et par tusinde år med Platons hulelignelse som et af de tidligste eksempler. Filosoffen og videnskabsmanden René Descartes postulerede helt tilbage i 1600-tallet, at det eneste vi mennesker med sikkerhed kan vide eksisterer, er vores egne tanker. På denne baggrund formulerede Descartes det berømte citat: ”Jeg tænker, derfor er jeg (Cogito, ergo sum).

Forskellige tankeeksperimenter om, hvorvidt vores oplevede virkelighed rent faktisk er den ’virkelige virkelighed’, eksisterer i mange former. Teorierne spænder fra The Matrix-lignende idéer til hjerne-i-et-kar hypotesen, simulationsteori og mange andre.

Og den verdensberømte ingeniør og Tech-milliardær Elon Musk udtalte i 2016, at han anser det som det mest sandsynlige, at mennesket allerede nu lever i en form for computer-simulation.

Fakta
Om Forskerzonen

Denne artikel er en del af Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler deres forskning, viden og holdninger til et bredt publikum – med hjælp fra redaktionen.

Forskerzonen bliver udgivet takket være støtte fra vores partnere: Lundbeckfonden, Aalborg Universitet, Roskilde Universitet og Syddansk Universitet.

Forskerzonens redaktion prioriterer indholdet og styrer de redaktionelle processer, uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens mål, visioner og retningslinjer her.

VR-teknologi snyder allerede vores sanser

Den rivende udvikling af virtual reality (VR) teknologier betyder i højere grad end nogensinde før, at denne type spørgsmål ikke længere blot er teoretiske tankeeksperimenter, men måske udgør potentielt opnåelige scenarier: VR-teknologi kan allerede snyde vores sanser i langt højere grad, end de fleste af os erkender, og teknologien er i rivende udvikling.

Så hvad er sandsynligheden for, at VR-teknologier i fremtiden bliver så veludviklede, at vi mennesker ikke kan kende den virtuelle verden fra den virkelige?

Aktuelt er alle VR-oplevelser afhængige af noget sansestimulerende udstyr, der stadig er forholdsvist tungt og klodset. Men i fremtiden kan den nødvendige teknologi måske leveres så ubesværet, at vi næsten ikke bemærker den.

Blandt andet har det i en årrække været muligt at skabe billeder direkte på nethinden ved hjælp af laserstråler med såkaldte Virtual Retinal Displays. Lignende teknologier, der på tiltagende diskret vis kan skabe overbevisende input til de øvrige sanser, er også under udvikling.

De to store udfordringer

Fra klassiske computerspil er vi mennesker allerede vant til at opleve simulerede virkeligheder ved hjælp af syns- og høresansen, men nuværende VR-teknologier kan også simulere de øvrige sanser relativt overbevisende, det være sig både smagssansen, lugtesansen og følesansen.

Niels Nilsson er lektor på Aalborg Universitet og forsker blandt andet i teknologier til at understøtte VR-oplevelser. Ifølge ham er der aktuelt to store udfordringer, når det kommer til at skabe såkaldt full immersion VR, altså VR, der efterligner de menneskelige sanseoplevelser i den virtuelle verden, hvilket kan give brugeren oplevelsen af, at man er fuldt til stede i det virtuelle miljø.

  1. At lade brugeren kunne gå frit rundt
  2. At lade brugeren røre ved den virtuelle verden

Synssansen trumfer alt andet

Udfordringen med at kunne gå frit rundt i den virtuelle verden er, at man braser ind i genstande i den virkelige verden, mens man går, medmindre man er placeret på en form for løbebånd.

Løbebånd findes i avancerede udgaver, hvor man kan gå i alle retninger, men følelsen er ikke helt den samme som at gå frit: Løbebånd virker ved at skubbe benene tilbage hver gang man træder et skridt frem, og derfor giver de kun følelsen af at træde frem, men ikke at skubbe sin egen vægt hen over benet, som når man går frit rundt.

Denne følelse kan ifølge Nilsson dog overraskende let snydes ved at inddrage menneskets primære sans: Synssansen.

Hvis synssansen understøtter, at man bevæger sig fremad og ikke går på stedet, giver dette et kraftigere signal end det, der kommer fra følesansen.

Nilsson giver et velkendt fænomen som eksempel: De fleste af os har prøvet at sidde i et tog som står stille på perronen, men når et modkørende tog kører forbi, så føles det som om, det er det tog, man selv sidder i, der kører. Et fænomen, der er kendt som ’self-motion illusionen’ eller ’vection’.

Det kan blive svært at svømme

Udfordringen med at røre ved virtuelle verdener mener Nilsson også bør kunne genskabes overbevisende på sigt.

Ifølge ham kan man allerede nu nå overraskende langt ved hjælp af at kombinere vibrationer og kulde/varme fornemmelser på huden med input fra de andre sanser til at skabe oplevelsen af at røre ved et bredt spektrum at forskellige overflader.

På sigt er det ikke utænkeligt at give folk følelsen af at holde på imaginære genstande, cykle eller svømme i VR ved hjælp af for eksempel et exo-skellet, der giver den rette grad af modstand.

Både svømning, cykling og andre aktiviteter kræver dog, at man bliver løftet fri fra gulvet. Dette kan muliggøres ved hjælp af robotarme og lignende, men disse ødelægger i sidste ende den fulde VR-oplevelse, da man som bruger vil kunne mærke, at man hænger fast i noget.

Der vil altså skulle en form for trådløs kropløftnings-løsning til for at give en full-immersion VR-oplevelse.

virtual_reality_vr_exoskelet_exo

For at give folk følelsen af f.eks. at cykle eller svømme i VR kræver det, at man bliver løftet fri fra gulvet. Dette kan muliggøres ved hjælp af robotarme og lignende, men disse ødelægger i sidste ende den fulde VR-oplevelse, da man som bruger vil kunne mærke, at man hænger fast i noget. (Foto: Shutterstock)

Kan magneter og vind gøre forskellen?

Ifølge Malte Olsen, som er fysiker ved Niels Bohr instituttet, er det ikke helt uden vanskeligheder at løfte folk fra gulvet, uden at de hænger fast i noget.

Det er teoretisk muligt at skabe meget kraftige magnetfelter, som folk kan svæve over, hvis de er iført dragter lavet af magnetisk materiale.

Men hvis der eksempelvis er magnetisk materiale på dragtens forside til at frastøde kroppens forside fra en superleder på gulvet for at facilitere mavesvømning, og VR-brugeren beslutter sig for at svømme rygsvømning, vil vedkommende pludselig blive suget ned mod gulvet med en så voldsom kraft, at man vil komme alvorligt til skade (og få ødelagt den overbevisende oplevelse af, at man svømmer).

Hertil husker Olsen på, at menneskehjernens aktivitet danner et magnetfelt, og at man ikke kan udelukke en risiko for hjerneskade ved at udsætte hjernen for et så kraftigt magnetfelt som ovenstående tankeeksperiment ville kræve.

Og så har magnetfelter et tredje problem: Det er uhyre svært at holde dem stabile, lige så snart folk begynder at bevæge sig for meget og på uforudsete måder, hvilket jo er en del af konceptet ved blandt andet svømning.

Det samme problem opstår ved brug af eksempelvis vindtunneller, hvor kraftig vind blæses op fra gulvet for at løfte folk.

Olsen foreslår anvendelsen af en form for menneskeligt tilpasset luftpudefartøj som den mest praktisk gennemførlige løsning, men disse har den samme udfordring som at være fastspændt til en robotarm i loftet: De kan næppe laves, så man ikke kan mærke, at man har dem på.

Menneskelighed er svært at efterligne

Ifølge den spanske VR-forsker Mel Slater er det dog slet ikke oplevelsen af at være sansemæssigt til stede i det virtuelle miljø, der udgør den største udfordring for full-immersion VR.

Det er derimod oplevelsen af, at de begivenheder, der udfolder sig i VR-miljøet rent faktisk forekommer i virkeligheden, af Slater også kaldet for Plausibility Illusion.

Kan man for eksempel programmere en computer til at opføre sig som et menneske på en overbevisende måde? Hvis ikke, er det i princippet ligegyldigt, hvor overbevisende selve sanserne kan snydes.

Den såkaldte Turing-test er en test af en computers evne til at fremstå som et menneske, og intet computerprogram har tilnærmelsesvis bestået testen endnu.

Ifølge Dan Witzner Hansen, som er professor på IT-universitetet i København og blandt andet forsker i øje-computer interaktioner, har VR-forskningen lige nu et særligt stort problem, når det kommer til at skabe overbevisende menneskelig adfærd med computerteknologi.

Jo tættere på virkeligheden, en computer eller en robot simulerer menneskets udseende og adfærd, uden at det lykkedes til perfektion, jo mere ubehageligt og urealistisk opfattes dette computer-genererede menneske ofte af os levende mennesker.

Et fænomen kendt som Uncanny Valley-effekten.

De fleste mennesker kan nikke genkendende til, at der kan være en vis uhygge over eksempelvis porcelænsdukker, menneskelignende robotter eller malerier af ansigter: Genstande, som i høj grad ligner mennesker, og så alligevel ikke helt.

VR kan gøre dig voldsomt køresyg

At overkomme Uncanny Valley-effekten og skabe fuldt overbevisende menneskeligt udseende og adfærd med computerteknologi er således en af VR-teknologiens helt store udfordringer, men ifølge Witzner Hansen er denne udfordring i princippet løselig på sigt.

Hertil fortæller Witzner Hansen, at et andet stort problem indenfor full immersion VR lige nu er perfekt kalibrering af udstyreret, så de forskellige sanser passer sammen.

Ellers risikerer man som bruger at opleve voldsom køresyge. En udfordring der lyder simpel, men som faktisk er ganske kompleks.

Men selv hvis det skulle blive muligt for computere i fremtiden at kalibrere sanseindtryk perfekt med hinanden og genskabe menneskers udseende og adfærd på overbevisende måder, er der ifølge den britiske fysiker David Deutsch en enkelt ting, som VR-teknologi aldrig vil kunne kopiere: Følelsen af at være vægtløs i det ydre rum.

Problemet opstår, fordi fysikkens love ikke tillader vægtløshed på Jorden, da selv ikke den bedste teknologi kan ophæve tyngdekraften. Hvis man bekymrer sig om, hvorvidt man ufrivilligt lever i en VR-verden, kan man altså ophæve usikkerheden ved at blive astronaut.

Og så måske alligevel ikke, for Deutsch påpeger, at fysikkens love kun gælder, så længe der ikke anvendes såkaldte invasive VR-metoder.

Invasive metoder inkluderer operative indgreb direkte i hjernen eller hjernens nervesystem, der direkte kan påvirke hjernens signaler og dermed snyde hjernen til at tro, at den eksempelvis er vægtløs.

Hvis det med tiden lykkedes mennesket præcist at afkode og genskabe de kemiske og elektriske signaler i hjernen, der skaber bestemte oplevelser, er der i princippet ingen grænser for, hvad vi kan komme til at opleve med invasiv VR-teknologi.

At det indebærer en (lang) række etiske dilemmaer er klart – tænk bare på at befinde sig i en virtuel virkelighed mod sin vilje og uden at vide det. Men de dilemmaer, må vi gemme til en anden god gang.

Alle må bruge og viderebringe Forskerzonens artikler

På Forskerzonen skriver forskere selv om deres forskning. Vi mener, det er vigtigt, at alle får mulighed for at læse om forskning fra forskerens egen hånd.

Alle må derfor bruge, kopiere og viderebringe Forskerzonens artikler udfra følgende enkle krav:

  • Det skal krediteres: 'Artiklen er oprindelig bragt på Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler'. Hvis artiklen bringes på web, skal der linkes til artiklen på Forskerzonen.
  • Artiklen må ikke redigeres og skal bringes i fuld længde (medmindre andet aftales med forskeren).
  • Du skal give forskeren besked om, at du genpublicerer.
  • Artikler, som er oversat fra The Conversation, skal have indsat en HTML-kode til indsamling af statistik i bunden. HTML-koden finder du i den originale artikel på The Conversations hjemmeside ved at klikke på knappen "Republish this article" ude til højre, derefter klikke på 'Advanced' og kopiere koden. Du finder linket til artiklen på The Conversation i bunden af Forskerzonens oversatte artikel. 

Det er ikke et krav, men vi sætter pris på, at du giver os besked, hvis du publicerer vores indhold (undtaget indhold fra The Conversation). Skriv til redaktør Anders Høeg Lammers på ahl@videnskab.dk.

Læs mere om Forskerzonen i Forskerzonens redaktionelle retningslinjer.

DOI - Digital Object Identifier

Artikler, produceret til Forskerzonen, får tildelt et DOI-nummer, som er et 'online fingeraftryk', der sikrer, at artiklerne altid kan findes, tilgås og citeres. Generelt får forskningsdata og andre forskningsobjekter typisk DOI-numre.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.



Annonce:

Det sker