من راقصة الباليه الطموحة إلى VR Pioneer

كارولينا كروز نيرا هي دليل حي على مدى “الخطة ب” التي يمكن أن تأخذك. كبرت ، كانت مصممة على أن تصبح راقصة باليه محترفة. ولكن بعد الإصابة ، أنهت أحلام الباليه ، استمرت Cruz-Neira لتصبح رائدة في تكنولوجيا الواقع الافتراضي.

يُعرف كروز نيرا ، أستاذ علوم الكمبيوتر بجامعة سنترال فلوريدا (UCF) وزميل IEEE ، بتطوير البيئة الافتراضية التلقائية الكهفية ، أو الكهف ، وهو نظام VR غامرة يحول غرفة صغيرة إلى عالم رقمي ثلاثي الأبعاد تفاعلي ، في التسعينيات. خلال حياتها المهنية التي استمرت 40 عامًا ، قامت أيضًا بتطوير أدوات VR للحقول المتنوعة مثل البحوث الطبية والدفاع.

على عكس العديد من المهندسين ، لم يكن لدى Cruz-Neira اهتمامًا كبيرًا بالتكنولوجيا كطفل. عندما انتهت أحلامها في مهنة في الباليه العام قبل تخرجها من الجامعة ، عادت إلى المهارات التقنية التي كانت تطورها وبدأت العمل كمهندس برمجيات. لكن قلبها لم يكن فيه – إلى أن تمنعها مقدمة لتكنولوجيا VR المبكر على مسار جديد.

وتقول: “لقد وجدت أنه يمكنني العمل مع أنظمة الكمبيوتر في الوقت الفعلي بطريقة كانت بصرية للغاية ولامعًا مع المستخدمين ، أي ما يعادل كيف تكون على اتصال مع جمهورك كراقصة”.

ولد للرقص

انقسمت طفولة كروز نيرا بين إسبانيا ، حيث ولدت ، وفنزويلا ، حيث كان والداها يديران أعمال استيراد الأزياء. بدأت دروس الباليه في سن الثالثة ، وبحلول الوقت الذي كانت فيه Cruz-Neira مراهقة ، كانت تقضي ساعتين أو ثلاث ساعات كل مساء في استوديو الرقص. تقول: “كان لدي دائمًا أحذية الباليه في حقيبتي”. “لذلك حتى لو كنت في المدرسة ، فسأرقص حول الممرات.”

عزمها على ملء أي وقت فراغ مع الباليه ، جنبا إلى جنب مع الكفاءة الطبيعية للرياضيات والعلوم ، دفعها إلى دراسة المزيد من الموضوعات التقنية. وتقول: “يمكنني أن أقوم بواجب الرياضيات في 10 دقائق ، لكن إذا اضطررت إلى قراءة كتاب وكتابة مقال ، فسيستغرق الأمر ساعات”. “لذلك ذهبت إلى العلوم والهندسة لمجرد أنني كنت بحاجة إلى مزيد من الوقت في استوديو الرقص.”

كانت Cruz-Neira مصممة على تحقيق مهنة في الباليه ، لكن والدها شجعها على الحصول على درجة البكالوريوس كنسخة احتياطية. أخبرها أن أجهزة الكمبيوتر كانت المستقبل وشجعتها على دراسة هندسة النظم في جامعة يونيفرسيداد في كاراكاس ، حيث التحقت في عام 1982.

أحلام سحق

في عام 1986 في سن 21 ، كسرت كروز نيرا ركبتها في حادث التزلج ، ووضع حداً لآمالها في أن تصبح راقصة راقصة بالي. وتقول إن الأخبار كانت مدمرة ، لكن في نفس العام بدأت كمتدربة في Teleprovenca ، وهي شركة فنزويلية قدمت خدمات الحوسبة للشركات الكبيرة. تخرج Cruz-Neira من نومه Laude في العام التالي وانتقل إلى منصب بدوام كامل كمهندس برمجيات.

برعت في هذا الدور وتم ترقيتها من متدرب إلى مدير في أقل من عامين. لكنها وجدت القليل من المتعة فيه. “كان هذا وقتًا مظلمًا للغاية في حياتي” ، كما تقول. “كنت تقريبا مثل الروبوت الذي كان يفعل الأشياء ميكانيكيا.”

في هذا التطبيق من الكهف ، يستخدم الباحثون توأمًا رقميًا لدراسة تصميم جناح حديقة الحيوان الجديدة. مركز التحليلات الناشئة/جامعة أركنساس في ليتل روك

ومع ذلك ، واصلت تطوير مهاراتها التقنية. في عام 1989 ، فازت بمنحة دراسية للدراسة في الولايات المتحدة والمسجل في برنامج الماجستير في جامعة إلينوي شيكاغو لدراسة الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر. أمضى السنة الأولى في Cruz-Neira في تعلم اللغة الإنجليزية وأخذ دورات في مواضيع مثل قواعد البيانات والشبكات والحوسبة المتوازية.

لكن في عامها الثاني اكتشفت مختبر التصور الإلكتروني للجامعة – في الوقت الذي تقدمه برنامج مشترك من قبل الإدارات الهندسية والفن التي ركزت على رسومات الكمبيوتر والرسوم المتحركة للكمبيوتر. هناك ، وجدت Cruz-Neira أخيرًا طريقة لربط مهاراتها الفنية بمشاعرها الفنية.

وتقول: “هذا عندما بدأت في التحفيز مرة أخرى ومتحمس لما كنت أفعله”. “لقد كانت بيئة محفزة للغاية.”

بناء الكهف

ركزت أطروحة Cruz-Neira الرئيسية على استخدام الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية لتقديم البيانات المالية. عندما تخرجت في عام 1991 ، شغلت لفترة وجيزة وظيفة مع IBM لتطوير أدوات التصور للبيانات لسمكيو الأسهم في وول ستريت. لكنها وجدت هيكل الشركات مقيدًا جدًا. وتقول: “شعرت كأنني فرس سباق مرتبط بظهر المستقر ، لأنه كان لدي كل هذه الأفكار ولكن اضطررت إلى البقاء على نقطة في المشروع”.

بعد بضعة أشهر من الوظيفة ، عرض مستشار برنامج الماجستير لها الحصول عليها كدكتوراه. طالبة في مختبر التصور الإلكتروني ، وهي فرصة لم تستطع وفاتها. قبل أن تبدأ الدكتوراه ، في أغسطس 1991 ، حضرت Cruz-Neira مجموعة المصالح الخاصة على رسومات الكمبيوتر والتقنيات التفاعلية (Siggraph) ، والتي تضمنت معرضًا لأجهزة VR المبكرة. وقعت على الفور في حب التكنولوجيا. وتقول: “أيا كان العالم الرقمي الذي يمكن أن تتخيله في جهاز كمبيوتر ، يمكنك بالفعل وضع شخص في منتصف هذا العالم”.

لكنها وجدت أن سماعات VR المبكرة المرهقة تحد من أنواع التجارب التي يمكن إنشاؤها. أعطتها فرصة اكتشاف بعض أجهزة العرض الصناعية القديمة في إحدى غرف التخزين بالجامعة مصدر إلهام لنهج جديد تمامًا.

كشفت Cruz-Neira عن الكهف لأول مرة في عام 1992 في مؤتمر Siggraph أثناء متابعة الدكتوراه. كارولينا كروز نيرا

قامت بتوصيل الآلات حتى محطات عمل الرسومات التي تم بناؤها بواسطة رسومات السيليكون واستخدمتها لإظهار بيئة افتراضية على أوراق السرير المسجلة على الجدران. أحب أساتذةها الفكرة ، وبدأ Cruz-Neira في تطويرها في البيئة الافتراضية التلقائية للكهف ، المشار إليها بالاختصار العودية.

بعد عام ، في عام 1992 ، كشفت النقاب عن النسخة الأولى من Cave في Siggraph. كان المستخدمون يرتدون نظارات مجسمة متزامنة مع جهاز العرض الذي حول الصور ثنائية الأبعاد معروضة على الجدران إلى رسومات ثلاثية الأبعاد. يكتشف نظام التمسك بالحركة أيضًا اتجاه مرتديها ، مما يجعل من الممكن تكييف التوقعات باستمرار لتناسب منظور المستخدم.

من الفن إلى العلم

قضت كروز نيرا بقية الدكتوراه الاستمرار في تطوير النظام. وتقول إن المشروع كان مستوحى من الرغبة في السماح لمجموعات من الناس بمشاركة التجارب الفنية والإبداعية ، لكنها سرعان ما أدركت إمكاناتها الأوسع. كما يمكن استخدامها كمساحة تعاونية للعلوم أو الهندسة.

على سبيل المثال ، عملت مع مختبر Argonne الوطني لتطوير نظام كهف سمح لعلماء الأحياء بالتفاعل مع محاكاة الديناميات الجزيئية. ساعد المشروع الباحثين على تسريع تطوير أدوية جديدة لعلاج الإيدز ، والتي كانت في ذلك الوقت عقوبة الإعدام. هذا هو أحد المشاريع التي تفخر بها كروز نيرا.

في الإصدارات الأحدث من نظام الكهف ، تتيح قفازات Haptic مثل تلك التي يرتديها Cruz-Neira للمستخدمين أن يشعروا بالأشياء الافتراضية.فارلب/جامعة سنترال فلوريدا

بعد الانتهاء من الدكتوراه في عام 1995 ، قامت بتأسيس مركز تطبيقات الواقع الافتراضي بجامعة ولاية أيوا ، ومنذ ذلك الحين شغلت مناصب في العديد من الجامعات الأمريكية ، بما في ذلك أستاذها الحالي في UCF.

على مر السنين ، اتسع عملها ، كما يقول كروز نيرا. وهي الآن تنشئ برامج لمعالجة المعلومات في الوقت الفعلي في الحقول المتنوعة مثل الطاقة ، والمستحضرات الصيدلانية ، والتمويل. وتقول إن مجموعتها هي “عرض لاأدري” ، لذا فهي تعمل مع جميع أنواع الأجهزة ، بما في ذلك Cave و VR Headsets والشاشات القياسية.

حاليًا ينصب الكثير من تركيزها على “التوائم الرقمية”-النسخ الافتراضية الدائرية من الكائنات الواقعية التي يمكن استخدامها للمحاكاة والاختبار. على الرغم من الإثارة حول هذه التكنولوجيا ، تقول Cruz-Neira إنها في الحقيقة مجرد تطور للأفكار التي كانت تستخدمها في محاكاة دينامياتها الجزيئية في التسعينيات.

وتقول عن مشروعها السابق: “كان ذلك توأمًا رقميًا للنظام الجزيئي”. “كان لديها محاكاة ، كان لها تفاعل ، وكان لها ترابط في الوقت الحقيقي مع العديد من الأنظمة الأخرى. لذلك ، إلى حد ما ، نحن لا نذهب إلى مناطق جديدة. نحن نتطور مع العصر.”

لكنها لم تنس جذورها. لا تزال Cruz-Neira تقوم بانتظام بمرحلة تفاعلية في المسارح والمتاحف والمعارض الفنية مع الكهف والأنظمة الأخرى ، وأنتجت مؤخرًا عرضًا للرقص. وتقول: “ما زلت على اتصال بجانبي الفني”.