تجربتنا الأولى مع تقنيات اللمس ربما كانت مع الهاتف الرجراج القابع في جيوبنا، لكن بغض النظر عن هذه الحالة، فإنك لم تكن تدرك أنها كانت واجهة تفاعل تعمل باللمس.
و«اللمسيات»، أو ما يسمى علميا «تقنيات استشعار الجلد البشري بالبيانات» haptics هي أساليب لمس كما هو الحال مع النظر، فهي واجهة تفاعل تخص المستخدم التي أخذت تتحايل على جميع عمليات إدخال المعلومات وتلقيها عن طريق الصوت والنظر، والتي شرعت تظهر في عدد متزايد من الأشياء التي نتفاعل معها يوميا. فالارتجاج كان مجرد البداية.
* أساليب اللمس
* إن أي نوع من المعلومات التي نتلقاها عن طريق اللمس هي من اللمسيات؛ فأسلوب «برييل» قد يعتبر من التواصلات اللمسية. ومع ظهور ذلك في عالم التقنيات، فإنه يعتبر إما ملموسا (لمس المنسوجات مثلا)، أو حسيا حركيا (تعبيرا عن القوة، أو الموقع). وتستخدم اللمسيات للتحكم بصورة أفضل بالروبوتات، وتعزيز عوامل الواقع في الألعاب، وحتى لجعل الأشياء أكثر استقامة.
وجذور تقنية اللمسيات هي ميكانيكية، كما يقول ويل بروفانشر أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة يوتا في أميركا، وعضو رئاسة اللجنة الفنية العالمية للمسيات، ويضيف أن «الناس حاولوا في أيام الحرب العالمية الثانية التعامل مع المواد النووية المشعة؛ لأنه في حال التماس المباشر مع هذه المواد، فإن ذلك يعني الوفاة في نهاية المطاف، لذا ولتمكينهم من التعامل مع هذه المواد بشكل أمين، شرع الناس في صنع الروابط الحركية».
وهذا ما دفع العلماء والمهندسين إلى استخدام الأجهزة الميكانيكية في عمليات السحب والإدارة، بحيث إذا سحبت أذرع هذه الأجهزة قامت بإحدى العمليات، وإذا أدرتها جانبا، قامت بذلك أيضا. لكن في الفترة الأخيرة أصبحت الكومبيوترات هي واجهة التفاعل والربط بين الشخص المتحكم والمتحكم به. والتحكم هنا عن طريق المحركات والمشغلات هو أكثر تطورا وسلاسة، لكنه ليس كافيا في غالبية الأحيان.
* الروبوتات الحساسة
* لنأخذ الجراحة الطبية عن طريق الروبوتات؛ إذ من الصعب الاعتماد بصورة دقيقة على مجرد النظر فقط والتجاوب مع الجسم لدى استخدام أداة قاطعة؛ لأن من المهم معرفة مدى الضغط الذي يجب ممارسته على الجزء الذي يقوم الجراح بتقطيعه، ما لم يكن يقوم بتقطيعه كله.
«لكن عن طريق إضافة حاسة اللمس، أو الحركة، يمكن الشعور إجمالا بالعمل الذي يجري، وإتمامه بشكل أفضل»، وفقا إلى بروفانشر. وهذا أحد الأساليب التي تحاول شركة «كينيا ديزاين» أن تنفذه وهو الملامسات التي تؤمن شعورا وإحساسا بالإشارات من الأصابع الصناعية. وتستهدف أبحاث الشركة برنامج الأطراف الصناعية الذي تقوم مؤسسة الأبحاث والتطوير التابعة لوزارة الدفاع الأميركية (داربا) بالإشراف عليه.
وكان من البساطة إدخال اللمسيات في الهواتف، فمشغلاتها رخيصة الكلفة، لا سيما مقارنة بسعر الهواتف الذكية، وهي في تماس مباشر مع أيادينا وأجسامنا، بحيث هنالك صلة مباشرة بينها، لكن أساليب تكامل هذه اللمسيات مع الأشياء الأخرى شرعت تتسع، ابتداء من رنين جرس الهاتف الرجراج، وصولا إلى الطنين لدى الضغط على زر مهم.
ويقول بروفانشر في حديث نشرته مجلة «وايرد» إن نتاج اللمسيات شرع يصبح أكثر دقة؛ إذ سيكون بمقدوره نقل المزيد من المعلومات على شكل تواقيع، أو بصمات اهتزازية رجراجة. وسيكون بمقدور الشخص الشعور بها، كما لو أنها صادرة من البوق، أو من محرك السيارة، أو الصوت الجهير في السينما، مع التمييز بينها تماما.
«وبذلك يمكن إحداث أنماط مختلفة من التموجات التي يمكن تبيان الاختلاف بينها، بحيث سيدعى هذا القطاع (اللمسيات العالية الوضوح) (إتش دي). والفكرة هنا هي مزج صفات الهواتف الواسعة الشاشة، مع واجهات التفاعل اللمسية الخاصة بالهواتف المزودة بلوحات مفاتيح، كما هو الحال مع هواتف (بلاك بيري)».
تستخدم شركة «تاكتوس» تقنية السوائل الدقيقة التي تضغط في الأزرار على أساس إشارة صادرة من الجهاز، فتتمدد السوائل عبر ثقوب صغيرة موجودة تحت الشاشة، تدفع مصباحا صغيرا إلى الخارج، فوق مكان محدد سلفا. وحاليا توجد هذه التقنية كطبقة إضافية فوق شاشة اللمس، بحيث ترفع الأزرار بمقدار مليمتر واحد، كما يمكنها أيضا دمجها متكاملة مع الهواتف والأجهزة اللوحية الجديدة، وحتى في مواضع بعيدة عن الشاشات، مثل أبواب السيارات، أو لوحات المفاتيح.
* ألعاب الفيديو
* الوصلات اللمسية ليست مقيدة بإعادة إنتاج ما في الواقع، بل هي قادرة على إضفاء معلومات مهمة حول الأوضاع الافتراضية أيضا. وهذا ما تطوره «أبحاث ديزني» عن طريق اللمسيات المحيطة؛ فعن طريق إدخال الرجرجة والاهتزاز إلى بيئات اللعب، تحاول «ديزني» تعزيز الواقع بما تسميه «التجربة اللمسية المفرطة»، أو «الغامرة».
ومثل هذا المشروع يذهب إلى أبعد من الصرير وأصوات الرعد، عن طريق اعتماده بالمقاعد والقفازات والسترات والأحذية. وتمكنت اللمسيات المحيطة من إعادة استنساخ أحوال الطرقات في الألعاب التي تشمل قيادة السيارات، لكنها تمثل أيضا عمليات انزلاقها، وتسارعها، وحوادث الاصطدام.
وهي تعمل عن طريق رسم نماذج وأنماط من الارتجاجات والاهتزازات على ظهر المستخدم، وبدلا من الشعور بنقطتين مميزتين للارتجاجات، يقوم الدماغ باستيعاب المعلومات الداخلة عن طريق نقطة ارتجاجية واحدة هي على مسافة متساوية بين النقطتين الأصليتين. وبمقدور شبكة من النقاط المستخدمة عبر هذه الوسيلة، نقل الكثير من الأحاسيس المختلفة التي لها علاقة بفعاليات ونشاطات الألعاب المختلفة.
وظهرت ثمار هذه الأبحاث في اللعبة اللوحية «المنتقمون» (أفنجرس) التي تباع بـ100 دولار. ولكون هذه اللعبة تعتمد أكثر على الأصوات، فهي تقوم فقط بمطابقة الارتجاجات بصوت اللعبة، فهي أشبه بالصرير والقرقرة من كونها تجربة لمسية.
* تطوير مهارات الأطفال يطور الأطفال مهاراتهم الاجتماعية بمساعدة المهارات الحركية، كما يقول كول غالاوي، أستاذ العلاج الطبيعي في جامعة ديلاوير في أميركا، لكن بالنسبة إلى أطفال الاحتياجات الخاصة، فإن مثل هذه المهارات يجري تعلمها بصورة متفاوتة من خارج السياق. وقد تعلم غالاوي وزملاؤه صانل أغروال، وإكسي شين، وكريستينا راغونيسي؛ هذا الأمر بمشقة لدى قيامهم بالاختبارات على عربات صغيرة لنقل المعوقين ومساعدتهم على التنقل، تبلغ زنتها نحو 25 رطلا، مقارنة بالكرسي الكهربائي المتنقل الذي تبلغ زنته 250 رطلا الخاص بالأطفال والصغار.
وقام الفريق باستخدام ذراع تحكم «لمسية» لتعليم الأطفال ذوي الاحتياجات الخاصة، الذين تراوحت أعمارهم بين ستة أشهر وأربع سنوات كيفية تجاوز العقبات لدى ركوبهم هذه العربات. ويقوم جهازا السونار والليزر المركبان على العربة بحساب قياس الممرات المفتوحة التي تتغير ديناميكيا. وبعد ذلك توفر ذراع التحكم قليلا من المقاومة الطبيعية، إذا ما حاول الطفل دفع المركبة باتجاه العقبة، بدلا من الممر المفتوح أمامه.
* تطبيقات واسعة
* نظم السلامة. قضت شركة «كاديلاك» سحابة تاريخها في محاولة للتخلص من الارتجاجات التي تسببها الطرقات أثناء ركوب السيارات. وضمت الكثير من طرز العام الحالي نظام «كادي» الذي هو عبارة عن مقاعد تصدر صريرا.
وهذا المقعد الذي ينبه من أي خطر على السلامة، موصول بمستشعرات مركبة على السيارة من الخارج. فإذا كان هناك خطر اصطدام وشيك، تقوم السيارة بإبلاغ السائق عبر مسند الظهر. وتقول: «كاديلاك» إن هذا الإنذار يتجاوز جميع أنواع الاستشعار الأخرى، سواء كانت مرئية أو صوتية.
* التواصل بين الأشخاص. بين بحوث الإحاطة عن طريق اللمس عبر شبكة العقد الرجراجة، وإخطارات «كاديلاك» وتبليغاتها، التي تبين اتجاهات اليمين واليسار، هنالك قميص التدريب باللغة الجسدية «رسر» (RISR body language training shirt). وفي الأساس يستخدم «رسر» تطبيق «آي فون» لقراءة وضع مرتديه، وبالتالي تقديم ردود فعله على شكل ارتجاجات. وإضافة إلى ذلك يستخدم كاميرا في المقدمة تعمل بالأشعة ما دون الحمراء لرصد الطوابير الأخرى، ومساعدة المرتدي على الاستجابة لذلك، وتنظيم موقعه بينها، لكن لسوء الحظ فإنه مشروع أخرق، ولا يتوفر حاليا، لكونه منتجا خرافيا يعتمد على مشروع تصميم مدرسي.
* النسيج والقوام. الفرع الآخر لبحوث «ديزني» ما يسمى «ريفيل»، الذي كان يكتشف أبعاد الارتجاجات الكهربائية العكسية سبيلا لعرض الأنسجة على شكل أجسام ذات قوام وتركيب أملس. والارتجاجات الكهربائية هي ممارسة تمرير تيار كهربائي متناوب عبر جسم، لإضفاء قوام معين عليه، بحيث إذا مررت أصبعك عليه يقوم بالانكماش والانبساط تناوبيا بصورة تدريجية، لتكون النتيجة أشبه بالاحتكاك بقطعة مطاطية.
ومشروع «ديزني» يقوم على تمرير تيار كهربائي عبر المستخدم، بدلا من الجسم، أو المادة ذاتها. وبهذه الطريقة، ومع التوافق مع مستشعر، يتعرف نظام كومبيوتري على الشيء الذي يجري التفاعل معه، وبالتالي يمكن تغيير قوام هذا الجسم اعتمادا على حالة مقررة سلفا.
* المزيد من التبليغات والإخطارات. الصانعون والقراصنة يقومون أيضا بسبر أغوار تقنية اللمسيات. وقد قام مشروع لأحد التلامذة بتركيب مشغلات ارتجاجية في خوذ راكبي الدرجات بغية إبلاغهم باقتراب أحد المنعطفات. ويستخدم النظام أحد نظم «اردوينو» لتشغيل خوارزميات خاصة بالتأشير التي تقوم بتبليغ المشغلات متى يتوجب عليها الارتجاج، وفقا إلى التواصل مع جهاز «أندرويد» عبر «بلوتوث»، يقوم بتشغيل نظام «جي بي إس» وتطبيق مفصل حسب الطلب.
و«اللمسيات»، أو ما يسمى علميا «تقنيات استشعار الجلد البشري بالبيانات» haptics هي أساليب لمس كما هو الحال مع النظر، فهي واجهة تفاعل تخص المستخدم التي أخذت تتحايل على جميع عمليات إدخال المعلومات وتلقيها عن طريق الصوت والنظر، والتي شرعت تظهر في عدد متزايد من الأشياء التي نتفاعل معها يوميا. فالارتجاج كان مجرد البداية.
* أساليب اللمس
* إن أي نوع من المعلومات التي نتلقاها عن طريق اللمس هي من اللمسيات؛ فأسلوب «برييل» قد يعتبر من التواصلات اللمسية. ومع ظهور ذلك في عالم التقنيات، فإنه يعتبر إما ملموسا (لمس المنسوجات مثلا)، أو حسيا حركيا (تعبيرا عن القوة، أو الموقع). وتستخدم اللمسيات للتحكم بصورة أفضل بالروبوتات، وتعزيز عوامل الواقع في الألعاب، وحتى لجعل الأشياء أكثر استقامة.
وجذور تقنية اللمسيات هي ميكانيكية، كما يقول ويل بروفانشر أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة يوتا في أميركا، وعضو رئاسة اللجنة الفنية العالمية للمسيات، ويضيف أن «الناس حاولوا في أيام الحرب العالمية الثانية التعامل مع المواد النووية المشعة؛ لأنه في حال التماس المباشر مع هذه المواد، فإن ذلك يعني الوفاة في نهاية المطاف، لذا ولتمكينهم من التعامل مع هذه المواد بشكل أمين، شرع الناس في صنع الروابط الحركية».
وهذا ما دفع العلماء والمهندسين إلى استخدام الأجهزة الميكانيكية في عمليات السحب والإدارة، بحيث إذا سحبت أذرع هذه الأجهزة قامت بإحدى العمليات، وإذا أدرتها جانبا، قامت بذلك أيضا. لكن في الفترة الأخيرة أصبحت الكومبيوترات هي واجهة التفاعل والربط بين الشخص المتحكم والمتحكم به. والتحكم هنا عن طريق المحركات والمشغلات هو أكثر تطورا وسلاسة، لكنه ليس كافيا في غالبية الأحيان.
* الروبوتات الحساسة
* لنأخذ الجراحة الطبية عن طريق الروبوتات؛ إذ من الصعب الاعتماد بصورة دقيقة على مجرد النظر فقط والتجاوب مع الجسم لدى استخدام أداة قاطعة؛ لأن من المهم معرفة مدى الضغط الذي يجب ممارسته على الجزء الذي يقوم الجراح بتقطيعه، ما لم يكن يقوم بتقطيعه كله.
«لكن عن طريق إضافة حاسة اللمس، أو الحركة، يمكن الشعور إجمالا بالعمل الذي يجري، وإتمامه بشكل أفضل»، وفقا إلى بروفانشر. وهذا أحد الأساليب التي تحاول شركة «كينيا ديزاين» أن تنفذه وهو الملامسات التي تؤمن شعورا وإحساسا بالإشارات من الأصابع الصناعية. وتستهدف أبحاث الشركة برنامج الأطراف الصناعية الذي تقوم مؤسسة الأبحاث والتطوير التابعة لوزارة الدفاع الأميركية (داربا) بالإشراف عليه.
وكان من البساطة إدخال اللمسيات في الهواتف، فمشغلاتها رخيصة الكلفة، لا سيما مقارنة بسعر الهواتف الذكية، وهي في تماس مباشر مع أيادينا وأجسامنا، بحيث هنالك صلة مباشرة بينها، لكن أساليب تكامل هذه اللمسيات مع الأشياء الأخرى شرعت تتسع، ابتداء من رنين جرس الهاتف الرجراج، وصولا إلى الطنين لدى الضغط على زر مهم.
ويقول بروفانشر في حديث نشرته مجلة «وايرد» إن نتاج اللمسيات شرع يصبح أكثر دقة؛ إذ سيكون بمقدوره نقل المزيد من المعلومات على شكل تواقيع، أو بصمات اهتزازية رجراجة. وسيكون بمقدور الشخص الشعور بها، كما لو أنها صادرة من البوق، أو من محرك السيارة، أو الصوت الجهير في السينما، مع التمييز بينها تماما.
«وبذلك يمكن إحداث أنماط مختلفة من التموجات التي يمكن تبيان الاختلاف بينها، بحيث سيدعى هذا القطاع (اللمسيات العالية الوضوح) (إتش دي). والفكرة هنا هي مزج صفات الهواتف الواسعة الشاشة، مع واجهات التفاعل اللمسية الخاصة بالهواتف المزودة بلوحات مفاتيح، كما هو الحال مع هواتف (بلاك بيري)».
تستخدم شركة «تاكتوس» تقنية السوائل الدقيقة التي تضغط في الأزرار على أساس إشارة صادرة من الجهاز، فتتمدد السوائل عبر ثقوب صغيرة موجودة تحت الشاشة، تدفع مصباحا صغيرا إلى الخارج، فوق مكان محدد سلفا. وحاليا توجد هذه التقنية كطبقة إضافية فوق شاشة اللمس، بحيث ترفع الأزرار بمقدار مليمتر واحد، كما يمكنها أيضا دمجها متكاملة مع الهواتف والأجهزة اللوحية الجديدة، وحتى في مواضع بعيدة عن الشاشات، مثل أبواب السيارات، أو لوحات المفاتيح.
* ألعاب الفيديو
* الوصلات اللمسية ليست مقيدة بإعادة إنتاج ما في الواقع، بل هي قادرة على إضفاء معلومات مهمة حول الأوضاع الافتراضية أيضا. وهذا ما تطوره «أبحاث ديزني» عن طريق اللمسيات المحيطة؛ فعن طريق إدخال الرجرجة والاهتزاز إلى بيئات اللعب، تحاول «ديزني» تعزيز الواقع بما تسميه «التجربة اللمسية المفرطة»، أو «الغامرة».
ومثل هذا المشروع يذهب إلى أبعد من الصرير وأصوات الرعد، عن طريق اعتماده بالمقاعد والقفازات والسترات والأحذية. وتمكنت اللمسيات المحيطة من إعادة استنساخ أحوال الطرقات في الألعاب التي تشمل قيادة السيارات، لكنها تمثل أيضا عمليات انزلاقها، وتسارعها، وحوادث الاصطدام.
وهي تعمل عن طريق رسم نماذج وأنماط من الارتجاجات والاهتزازات على ظهر المستخدم، وبدلا من الشعور بنقطتين مميزتين للارتجاجات، يقوم الدماغ باستيعاب المعلومات الداخلة عن طريق نقطة ارتجاجية واحدة هي على مسافة متساوية بين النقطتين الأصليتين. وبمقدور شبكة من النقاط المستخدمة عبر هذه الوسيلة، نقل الكثير من الأحاسيس المختلفة التي لها علاقة بفعاليات ونشاطات الألعاب المختلفة.
وظهرت ثمار هذه الأبحاث في اللعبة اللوحية «المنتقمون» (أفنجرس) التي تباع بـ100 دولار. ولكون هذه اللعبة تعتمد أكثر على الأصوات، فهي تقوم فقط بمطابقة الارتجاجات بصوت اللعبة، فهي أشبه بالصرير والقرقرة من كونها تجربة لمسية.
* تطوير مهارات الأطفال يطور الأطفال مهاراتهم الاجتماعية بمساعدة المهارات الحركية، كما يقول كول غالاوي، أستاذ العلاج الطبيعي في جامعة ديلاوير في أميركا، لكن بالنسبة إلى أطفال الاحتياجات الخاصة، فإن مثل هذه المهارات يجري تعلمها بصورة متفاوتة من خارج السياق. وقد تعلم غالاوي وزملاؤه صانل أغروال، وإكسي شين، وكريستينا راغونيسي؛ هذا الأمر بمشقة لدى قيامهم بالاختبارات على عربات صغيرة لنقل المعوقين ومساعدتهم على التنقل، تبلغ زنتها نحو 25 رطلا، مقارنة بالكرسي الكهربائي المتنقل الذي تبلغ زنته 250 رطلا الخاص بالأطفال والصغار.
وقام الفريق باستخدام ذراع تحكم «لمسية» لتعليم الأطفال ذوي الاحتياجات الخاصة، الذين تراوحت أعمارهم بين ستة أشهر وأربع سنوات كيفية تجاوز العقبات لدى ركوبهم هذه العربات. ويقوم جهازا السونار والليزر المركبان على العربة بحساب قياس الممرات المفتوحة التي تتغير ديناميكيا. وبعد ذلك توفر ذراع التحكم قليلا من المقاومة الطبيعية، إذا ما حاول الطفل دفع المركبة باتجاه العقبة، بدلا من الممر المفتوح أمامه.
* تطبيقات واسعة
* نظم السلامة. قضت شركة «كاديلاك» سحابة تاريخها في محاولة للتخلص من الارتجاجات التي تسببها الطرقات أثناء ركوب السيارات. وضمت الكثير من طرز العام الحالي نظام «كادي» الذي هو عبارة عن مقاعد تصدر صريرا.
وهذا المقعد الذي ينبه من أي خطر على السلامة، موصول بمستشعرات مركبة على السيارة من الخارج. فإذا كان هناك خطر اصطدام وشيك، تقوم السيارة بإبلاغ السائق عبر مسند الظهر. وتقول: «كاديلاك» إن هذا الإنذار يتجاوز جميع أنواع الاستشعار الأخرى، سواء كانت مرئية أو صوتية.
* التواصل بين الأشخاص. بين بحوث الإحاطة عن طريق اللمس عبر شبكة العقد الرجراجة، وإخطارات «كاديلاك» وتبليغاتها، التي تبين اتجاهات اليمين واليسار، هنالك قميص التدريب باللغة الجسدية «رسر» (RISR body language training shirt). وفي الأساس يستخدم «رسر» تطبيق «آي فون» لقراءة وضع مرتديه، وبالتالي تقديم ردود فعله على شكل ارتجاجات. وإضافة إلى ذلك يستخدم كاميرا في المقدمة تعمل بالأشعة ما دون الحمراء لرصد الطوابير الأخرى، ومساعدة المرتدي على الاستجابة لذلك، وتنظيم موقعه بينها، لكن لسوء الحظ فإنه مشروع أخرق، ولا يتوفر حاليا، لكونه منتجا خرافيا يعتمد على مشروع تصميم مدرسي.
* النسيج والقوام. الفرع الآخر لبحوث «ديزني» ما يسمى «ريفيل»، الذي كان يكتشف أبعاد الارتجاجات الكهربائية العكسية سبيلا لعرض الأنسجة على شكل أجسام ذات قوام وتركيب أملس. والارتجاجات الكهربائية هي ممارسة تمرير تيار كهربائي متناوب عبر جسم، لإضفاء قوام معين عليه، بحيث إذا مررت أصبعك عليه يقوم بالانكماش والانبساط تناوبيا بصورة تدريجية، لتكون النتيجة أشبه بالاحتكاك بقطعة مطاطية.
ومشروع «ديزني» يقوم على تمرير تيار كهربائي عبر المستخدم، بدلا من الجسم، أو المادة ذاتها. وبهذه الطريقة، ومع التوافق مع مستشعر، يتعرف نظام كومبيوتري على الشيء الذي يجري التفاعل معه، وبالتالي يمكن تغيير قوام هذا الجسم اعتمادا على حالة مقررة سلفا.
* المزيد من التبليغات والإخطارات. الصانعون والقراصنة يقومون أيضا بسبر أغوار تقنية اللمسيات. وقد قام مشروع لأحد التلامذة بتركيب مشغلات ارتجاجية في خوذ راكبي الدرجات بغية إبلاغهم باقتراب أحد المنعطفات. ويستخدم النظام أحد نظم «اردوينو» لتشغيل خوارزميات خاصة بالتأشير التي تقوم بتبليغ المشغلات متى يتوجب عليها الارتجاج، وفقا إلى التواصل مع جهاز «أندرويد» عبر «بلوتوث»، يقوم بتشغيل نظام «جي بي إس» وتطبيق مفصل حسب الطلب.