Рабочее место для пользователя системами виртуальной реальности

Полезная модель представляет собой устройство для взаимодействия с системами виртуальной и дополненной реальности, обеспечивающее минимизацию рисков получения пользователем системы травм вследствие потери равновесия, а также нарушения работы вестибулярного аппарата, сопровождающихся эффектом укачивания, потерей ориентации в пространстве и других побочных эффектов, связанных с длительным пребыванием пользователя в виртуальной и дополненной реальности.
Известно наличие ряда побочных эффектов, обусловленных пребыванием человека в виртуальной реальности. В статье «Киберзаболевание в системах виртуальной реальности: феноменология и методы измерения» (О.В. Смыслова, А.Е. Войскунский // Психологический журнал. - 2019. - Т. 40. - № 4. - С. 85-94.) в качестве причины появления подобных эффектов приводится теория поструальной неустойчивости. Под этим термином понимается нарушение способности сохранения равновесия в определенной позе человека или при движении, что обуславливается недостатком сенсорных сигналов, которые определяют положение человека в пространстве и позволяют ему сохранять ориентацию. Таким образом объясняются наиболее опасные побочные эффекты укачивание и дезориентация, которые могут привести к падениям и травмам. Решением данной проблемы будет реализация устройства для безопасного рабочего места для пользователя виртуальной реальности, новизна которого будет обусловлена увеличением числа точек опоры для пользователя в сравнении с подвесными системами поддержки, которые обеспечивают лишь фиксацию корпуса человека, а также постоянное пребывание в положении сидя.
Из существующего уровня техники известна система отображения виртуальной реальности с расположением пользователя в специально оборудованном кресле (Патент РФ № 2664397, опубл. 17.08.2018 г.) для исключения нежелательных эффектов при ее использовании, таких как дезориентация, размытость изображения, усталость, напряжение зрения. Данная система представляет собой совокупность программно-аппаратного обеспечения в виде системы виртуальной реальности и кресла для ее использования. Недостатком этой системы является ограниченность в движениях пользователя, в частности невозможность его вращения при круговом обзоре и отсутствие дополнительных точек опоры помимо подлокотников.
Известна платформа CYBERITH VIRTUALIZER (www.cyberith.com), которая оснащена адаптивной движущейся дорожкой для снижения необходимых физических усилий для перемещения в виртуальной реальности, а скрепленная с кольцом подвесная система с тремя опорными столбами, обладающая функцией фиксации пользователя обеспечивает вертикальные перемещения, такие как прыжок или приседание, а также осевое вращение на 360°. Недостатком этой платформы является невозможность длительного нахождения в стабильном положении сидя и большая вероятность укачивания и дезориентации пожилых или юных пользователей, а движущаяся дорожка для перемещения может потребовать дополнительные усилия вестибулярного аппарата для сохранения равновесия и ориентации в пространстве.
Наиболее близким аналогом и принятым за прототип предлагаемого устройства является платформа виртуальной реальности Omni, разработанная компанией Virtuix (www.virtuix.com). Это устройство содержит закрепленную на высоте 1÷1,2 метра от плоского основания горизонтально ориентированную кольцеобразную поверхность со свободным пространством под ней и приспособлением для принятия положения сидя пользователем в ее осевой области. Платформа позволяет пользователю ходить в любую сторону, приседать, подпрыгивать, садиться (езда в транспорте), совершать осевое вращение. Данное устройство платформы не позволяет пользователю легко занимать и покидать рабочее место, управлять вращением стула и обеспечивать минимизацию травмирования, а также дополнительную поддержку при движении рук, головы и шеи.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является сведение к минимуму риска получения травм и нежелательных неприятных ощущений при погружении в виртуальную, дополненную реальности и при круговом обзоре.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение длительного безопасного пребывания пользователя при использовании систем виртуальной реальности.
Данный технический результат достигается тем, что рабочее место для пользователя виртуальной реальности, выполненное в виде закрепленной на высоте 1÷1,2 метра от плоского основания, опирающейся на ножки, кольцеобразной опорной поверхности со свободным пространством под ней и приспособлением для сидячего расположения пользователя в ее осевой, которое отличается тем, что кольцеобразная опорная поверхность представляет собой двухслойную столешницу, а приспособление для сидячего расположения пользователя выполнено в виде вращающегося кресла, закрепленного на основании, ось вращения кресла совпадает с осью столешницы, которая обеспечивает возможность прохода пользователя к креслу. Для этого верхний слой столешницы выполнен с наличием раздвижных створок с возможностью их вращения вокруг поворотных осей, причем место прохода выполнено с отсутствием сектора нижнего слоя столешницы с угловым размером 50÷55°.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой схематически представлено предлагаемое устройство.
Оно состоит из основания 1, с прикрепленными к нему ножками 2, на верхние концы которых опирается кольцеобразная опорная поверхность, представляющая собой двуслойную столешницу с нижним слоем 3 и верхним слоем 4. Для обеспечения возможности прохода пользователя к месту рабочего расположения верхний слой 4 выполнен, например, с наличием поворотных осей 5 и вращающихся вокруг них по принципу распашной двустворчатой двери раздвижных створок 6. При этом место прохода пользователя выполнено с отсутствием в нижнем слое 3 сектора с угловым размером в 50÷55°. В свободном пространстве под столешницей расположено закрепленное на основании 1, вращающееся кресло 7, ось вращения которого совпадает с осью кольцеобразной столешницы.
Полезная модель работает следующим образом: пользователь, разомкнув створки 6, пройдя в осевое пространство столешницы, размещается в кресле 7. Створки 6 благодаря наличию поворотных осей 5 возвращаются в замкнутое положение, в результате чего пользователь оказывается готовым к погружению в виртуальную и дополненную среду. Выполненная в виде двуслойной столешницы кольцеобразная поверхность обеспечивает дополнительные точки опоры и контроль вращения кресла при опоре рук пользователя.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить длительное пребывание человека в виртуальной и дополненной реальности с предотвращением нежелательных побочных воздействий, например эффекта укачивания, дезориентации в пространстве, а также повысить стабильность работы вестибулярного аппарата путем обеспечения дополнительных точек опоры для рук пользователя и пребывания в устойчивом сидячем положении. Достижение подобного результата позволяет использовать данное устройство в целях реабилитации людей с ослабленным вестибулярным аппаратом.