Teleimmersja pozwoli ludziom, znajdującym się w różnych miejscach
na kuli ziemskiej, na wspólne przebywanie w tym samym otoczeniu wirtualnym.

Paweł Misiak

O współpracy nauki z przemysłem czy też ogólniej - z gospodarką, mówi się od bardzo dawna. W ramach minionego ustroju, gdy zarówno uczelnie, instytuty naukowe, jak i przedsiębiorstwa były w gestii państwa, współpraca owa była sterowana odgórnie. Przemysł zamawiał opracowania w placówkach naukowych, te prowadziły badania i produkowały raporty, czasem patenty i publikacje. Pieniądze przepływały z jednej państwowej kieszeni do drugiej, zasilając przy okazji kieszenie wykonawców. Dyrektorzy przedsiębiorstw mogli się wykazać innowacyjnością, naukowcy - "konkretną" pracą na potrzeby gospodarki narodowej. Wszyscy byli zadowoleni. Co do wartości powstałych w ten sposób opracowań zdania bywały podzielone.

W nowych czasach młodego kapitalizmu sprawa skomplikowała się. Placówki naukowe w większości biedują jak dawniej, zaś prywatni przedsiębiorcy nie widzą bezpośrednich korzyści w zamawianiu u naukowców innowacyjnych opracowań. Dominuje wśród nich podejście krótkofalowe (wynikające być może z braku odpowiedniego zaplecza kapitałowego), którego skutkiem jest kupowanie gotowych rozwiązań czy technologii za granicą. Nie znaczy to, że między placówkami naukowymi a prywatnym biznesem nie ma żadnych związków. Wręcz przeciwnie - są, czasami bardzo bliskie. Polegają zaś głównie na tym, że naukowcy dorabiają sobie do pensji uczelnianej w firmach komercyjnych. Zamiast zamawiania nowych rozwiazań, kupuje się ludzi. Tymczasem w kraju przodującego kapitalizmu współpraca nauki z komercją kwitnie, co dobrze widać na przykładzie projektu "Internet 2".

NOWE POTRZEBY

Gwałtowny rozwój różnorodnych usług teleinformatycznych, oferujących transmisje danych, obrazów, sygnałów audio i wideo za pomocą multimedialnych sieci, komputerów i aplikacji, rozbudził wśród użytkowników oczekiwania, których obecnie stosowane w Internecie technologie nie są w stanie zaspokoić. Chodzi przede wszystkim o usługi wymagające gwarantowanej jakości transmisji, jak przekaz audio i wideo w czasie rzeczywistym. Odpowiednie rozwiązania są obecnie używane w nowo budowanych sieciach o ograniczonym zasięgu. W globalnym Internecie nie jest to na razie możliwe.

Jesienią 1996 r. powstał projekt o nazwie "Internet 2" ("I 2"), mający na celu opracowanie i wdrożenie nowej generacji aplikacji, wspomagających badania naukowe, zdalne nauczanie (por. "FA" nr 7-8/97, str. 52-53), tworzenie wirtualnych laboratoriów, monitorowanie środowiska, opiekę medyczną, "biblioteki cyfrowe" itp. Nowe technologie mają umożliwić wykorzystanie zalet "wirtualnego zbliżenia", osiąganego za pomocą zaawansowanej infrastruktury komunikacyjnej i zapewnienia zróżnicowanej, gwarantowanej jakości usług (QoS - Quality of Service), w zależności od wymagań aplikacji używanych przez badaczy i dydaktyków. Zasadniczym celem jest wspomaganie edukacyjnej misji amerykańskich uniwersytetów a także "katalizowanie" bliskiej współpracy między instytucjami edukacyjnymi, agendami rządowymi i firmami prywatnymi.

"I 2" nie zastąpi obecnego Internetu ani nie będzie zupełnie nową siecią. Jest pomyślany raczej jako nowy sposób wykorzystania istniejących sieci krajowych w Stanach Zjednoczonych, jak sieć vBNS (very high speed Backbone Network Service) zbudowana przez NSF. Jedną z idei leżących u podstaw Internetu 2 jest też tworzenie technologii opartych na tzw. otwartych standardach, co umożliwi w przyszłości zaadaptowanie uzyskanych rozwiązań zarówno w sieciach komercyjnych, jak i przez publicznych operatorów internetowych.

Główny nacisk w projekcie "I 2" położono na tworzenie nowych aplikacji sieciowych, wykorzystujących działające oraz istniejące dopiero w sferze pomysłów narzędzia sieciowe. Nie chodzi więc jedynie o wzrost szybkości transmisji, ale o stworzenie nowej jakości pracy w sieci. Oczywiście, wzrost szybkości jest również bardzo istotny. Mówi się o współczynniku 100, a nawet 1000. Przewiduje się, że przepustowosci rzędu terabitów na sekundę otworzą zupełnie nowe perspektywy w dziedzinie oddziaływania człowieka z komputerem. Aplikacje typu teleimmersji (zdalnego "zanurzenia" w wirtualnej rzeczywistości, z możliwością ingerencji w nią) czy bibliotek cyfrowych, których zasoby są dostepne w całości za pomocą komputera, zmienią sposób, w jaki ludzie używają komputerów do nauki i komunikacji.

WIZJE

Prace nad przeniesieniem zasobów bibliotecznych do świata wirtualnego prowadzone są już od wielu lat. Dotychczas jednak przeważa w nich materiał typu tekstowego. Dostępne obecnie komputery i sieci w zupełności wystarczają do obsługi oferowanych usług, wśród których dominują usługi katalogowe i dostęp on--line do tekstów. Także większość interfejsów użytkownika ma w tym przypadku charakter tekstowy, pomijając elementy grafiki w dostępie przez WWW, spełniające głównie funkcje dekoracyjne. Dla funkcjonowania obecnego systemu wystarcza w miarę płynne działanie istniejącego Internetu i serwerów bibliotecznych. W dziedzinie tej znacznie poważniejszym problemem jest zabezpieczenie praw własności intelektualnej.

Tymczasem nowe technologie oferowane przez "Internet 2" pozwolą bibliotekom na udostępnianie także materiałów wideo i audio, przekazywanych w czasie rzeczywistym dużej liczbie użytkowników. Chociaż większość informacji zgromadzonej w bibliotekach (w szerokim rozumienia tego słowa) ma charakter tekstowy i ikonograficzny, to myśli się o stworzeniu zupełnie nowych sposobów prezentacji treści, podobnie jak się to działo np. w badaniach układów molekularnych, gdzie bardzo ważną rolę poznawczą, a nie wyłącznie ilustracyjną, pełnią zaawansowane metody wizualizacji, wymagające m.in. stosowania superkomputerów graficznych. Dostęp do łączy o gwarantowanej, wysokiej przepustowości pozwoli także na wykorzystanie możliwości wideo- lub audiokonferencyjnych konsultacji ze specjalistami w czasie rzeczywistym. Może także zmienić sposób dystrybucji informacji. W ramach "I 2" powinno być możliwe przekazywanie danych wszelkiego rodzaju - dotyczących aktualizacji baz, ogłoszeń o nowych publikacjach, odczytów przyrządów pomiarowych itp. - bezpośrednio do grona zainteresowanych odbiorców, podczas gdy obecnie większość z nich musi okresowo sprawdzać "centralne" serwery pod kątem najnowszych informacji.

Teleimmersja jest jednym z ciekawszych pomysłów w dziedzinie komunikacji projektowanych w ramach "I 2". To kombinacja zaawansowanych systemów telekomunikacyjnych o wysokiej przepustowości oraz technologii "wirtualnej jaskini" (stosowanej w wieloosobowych grach interakcyjnych, a także przez artystów parających się nowoczesnymi rodzajami sztuk medialnych), poszerzonej o możliwości rozpoznawania, śledzenia i przekazywania obecności i ruchu osób oraz przedmiotów. Dzieki łączności sieciowej wirtualne odbicia tych "obiektów" są przekazywane do oddalonych geograficznie "środowisk" wirtualnych, gdzie mogą oddziaływać z obecnymi tam osobami i przedmiotami.

System teleimmersji otwiera zupełnie nowe perspektywy współdziałania i komunikacji między ludźmi. Może stać się podstawą zmiany paradygmatów, wedle których funkcjonuje obecnie działalność edukacyjna, naukowa czy przemysłowa. Teleimmersja pozwoli ludziom znajdującym się fizycznie w różnych miejscach na kuli ziemskiej na wspólne "przebywanie" w tym samym wirtualnym otoczeniu. W ten sposób mogą się na przykład odbywać konferencje, których uczestnicy kontaktują się ze sobą wirtualnie przy wspólnym stole obrad, mając złudzenie obecności pozostałych w tym samym pomieszczeniu. Uczestnicy takiego zebrania mogą na bieżąco wspólnie pracować nad tymi samymi danymi, modelami fizycznymi, inżynierskimi czy ekonomicznymi i wspólnie uczestniczyć w symulacjach, projektowaniu lub testowaniu omawianych rozwiązań.

REALIZACJA

W realizacji Internetu 2 główną rolę grają uniwersytety. Obecnie w projekt zaangażowanych jest około stu wiodących uczelni USA. Są one źródłem zapotrzebowania na nowe technologie, a zarazem dysponują potencjałem technicznym i ludzkim, dzięki którym stanowią doskonały poligon doświadczalny dla nowych rozwiązań. Z drugiej strony, by zapewnić możliwość przepływu nowych rozwiązań do światowych sieci i zdobycia doświadczeń w ich zastosowaniach poza uniwersytetami, w projekt zaangażowane są agencje rządowe USA, firmy prywatne i inne instytucje mające doświadczenia w budowie i rozwijaniu sieci, w tym najwięksi producenci technologii komputerowych i sieciowych, jak IBM, Hewlett Packard czy FORE Systems.

W początkowej fazie, opracowywane są - głównie przez zespoły robocze pracujące w uniwersytetach - nowe standardy i ich realizacje, niezależne od platformy sprzętowej. Mają to być "klocki", z których budowane będą systemy edukacyjne i komunikacyjne. Chodzi o stworzenie gotowych elementów funkcjonalnych, dzięki którym autorzy będą mogli skoncentrować się na budowaniu konkretnych aplikacji, np. wirtualnego "środowiska" do zdalnego nauczania czy "wirtualnego laboratoratorium", obejmującego zdalne, interaktywne zbieranie i analizę danych itp. Owe uniwersalne "klocki" to m.in. elementy dwu- i trójwymiarowej grafiki, modelowania matematycznego, algebry symbolicznej, prosty matematyczny język programowania, elementy modelowania molekularnego, "inteligentne" układy okresowe pierwiastków, narzędzia do indeksowania tekstów, synchronizacji danych uszeregowanych w czasie (np. muzyka) z odpowiadającymi im znakami i obrazami (np. zapis nutowy), dwujęzyczne słownikowe bazy danych i in.

Wspólny wysiłek zespołów fachowców z uczelni i firm komercyjnych, wykorzystanie wiedzy, kreatywności, badań laboratoryjnych oraz doświadczeń w zastosowaniach technologii komputerowych i sieciowych doprowadzą do powstania rzeczywistości opisywanej dotychczas jedynie na kartach powieści fantastyczno-naukowych.

Problem wspomniany w pierwszych akapitach tego tekstu skłania do postawienia pytania, czy w polskich warunkach możliwe byłoby, mutatis mutandis, zrealizowanie podobnego zamierzenia (niekoniecznie w tej samej dziedzinie), sięgającego daleko w następne tysiąclecie, przy wykorzystaniu potencjału intelektualnego i technologicznego zarówno naukowców, jak i "komercji".

pm@atm.com.pl

http://www.atm.com.pl/~pm/

Uwagi.