Virtual Reality ohne Kabel

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Eine der Limitierungen aktueller VR-Headseats besteht darin, dass sie physisch mit den Rechnern verbunden sein müssen, um die Daten für hochauflösende Visualisierungen aufbereiten zu können. Aber ein HDMI-Kabel verringert die Beweglichkeit und kann auch eine Stolperfalle darstellen. So haben die Entwickler am Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory des MIT (CSAIL) kürzlich einen Prototypen ihres Systems namens MoVR enthüllt, der es Anwendern ermöglicht, ihre VR-Datenbrillen drahtlos zu benutzen.
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Das am Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory des MIT (CSAIL) entwickelte System MoVR ermöglicht es, VR-Headsets drahtlos anzusteuern.

Eine der Limitierungen aktueller VR-Headseats besteht darin, dass sie physisch mit den Rechnern verbunden sein müssen, um die Daten für hochauflösende Visualisierungen aufbereiten zu können. Aber ein HDMI-Kabel verringert die Beweglichkeit und kann auch eine Stolperfalle darstellen. So haben die Entwickler am CSAIL kürzlich einen Prototypen ihres Systems namens MoVR enthüllt, der es Anwendern ermöglicht, ihre VR-Datenbrillen drahtlos zu benutzen. In Test konnten sie zeigen, dass MoVR die drahtlose Kommunikation mit Raten von vielen Gbps oder Milliarden von Bits pro Sekunde erlaubt. MoVR nutzt besondere Hochfrequenz-Radio-Signale, so genannte Millimeterwellen, von denen sich viele Experten den Durchbruch für enorm schnelle 5G-Smartphones erhoffen.

„Die Fähigkeit, ein Headset ohne Kabel zu nutzen, verstärkt die immersive Erfahrung von Virtueller Realität und eröffnet eine Reihe weiterer Anwendungsoptionen“, so MIT-Professor Dina Katabi, deren Forschergruppe die Technologie entwickelt hat. Die Entwickler haben die Lösung mit einer HTC Vive ausprobiert, betonen jedoch, dass es auch mit beliebigen anderen Headsets funktioniere.

Wie es funktioniert

Ein Problem der vorhandenen Wireless-Verfahren wie WiFi ist ihre fehlende Unterstützung für hochwertige Datenverarbeitung. Das HDMI-Kabel durch eine drahtlose Verbindung zu ersetzen, stelle eine große Herausforderung dar, da man hochauflösendes Multi-View-Videomaterial in Echtzeit übertragen müsse, so Haitham Hassanieh, Assistant Professor of Electrical and Computer Engineering an der University of Illinois, der nicht in die Forschungsarbeit am MIT involviert ist. Dies erfordere dauerhafte Datenraten von mehr als 6 Gbps, während sich der Anwender im Raum bewegt, und das sei mit keinem der herkömmlichen Systeme zu schaffen.

Weil VR-Plattformen in Echtzeit arbeiten müssen, entfällt auch die Möglichkeit der Datenkompression. Dies hat zu einigen umständlichen Versuchen geführt, VR kabellos bereitzustellen, etwa mit Hilfe von PCs im Rucksack.  Das CSAIL-Team bedient sich hingegen der Millimeterwellen, deren vielversprechende Anwendungen vom High-Speed-Internet bis hin zur Krebsdiagnose reichen. Doch haben diese Hochfrequenzwellen einen entscheidenden Nachteil: Sie kommen nicht gut mit Hindernissen und Reflexionen zurecht. Will man also eine dauerhafte Verbindung via Millimeterwellen, so müssen Sender und Empfänger immer in Sichtlinie zueinander stehen. Sogar eine kurze Handbewegung vor der Brille kann die Verbindung unterbrechen.

Daher hat das Team MoVR so gestaltet, dass es als programmierbarer Spiegel agiert, der die Richtung der ankommenden Millimeterwellen auffängt und sich selbst rekonfiguriert, um das Signal zum Empfänger am Headset zu spiegeln. MoVR kann die korrekte Signalrichtung innerhalb von zwei Grad erlernen, um somit seine Winkel genau zu konfigurieren. Abari erklärt: „Ein herkömmlicher Spiegel reflektiert das Licht im gleichen Winkel, wie es ankommt. Aber mit MoVR können die Winkel spezifisch programmiert werden, so dass der Spiegel das Signal vom Sender erhält und es zum Headset reflektiert, unabhängig von der tatsächlichen Richtung.“

Jedes MoVR-Gerät besteht aus zwei Richtungsantennen, die jeweils nur etwa halb so groß wie eine Kreditkarte sind. Es handelt sich um Phased-Array-Antennen, die die Signale bündeln und die eine elektronische Steuerung im Mikrosekundenbereich zulassen. Zukünftige Versionen der MoVR-Hardware sollen die Abmessungen eines Smartphones aufweisen, so dass die Anwender mehrere Geräte in einem Raum platzieren können. Das würde zum Beispiel mehreren Personen erlauben, ein Videospiel zu spielen, ohne dass sich die Signale gegenseitig behinderten.

Bild: Das neue kabellose VR-Gerät besteht aus zwei Phased-Array-Richtungsantennen, jeweils halb so groß wie eine Kreditkarte. Zukünftige Versionen sollen so klein sein, dass sich mehrere in einem Raum platzieren lassen, was Multiplayer-Spiele ermöglichen würde. Photo: MIT CSAIL

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