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Imersão total

A ficção científica chega à indústria brasileira. No Centro de Realidade Virtual da Empresa Brasileira de Aeronáutica (Embraer) é possível viajar em aviões que ainda não existem.

Bernardo Esteves, de São José dos Campos (SP)

Vista o capacete e coloque as luvas com sensores especiais. Agora você está pronto para mergulhar no mundo paralelo da realidade virtual – a RV. Sua visão e seu tato se desligarão do que você aprendeu a chamar de mundo material e passarão a interagir com personagens, objetos e cenários gerados tridimensionalmente em computador. É a chamada “imersão total”. Mas cuidado para não cair. A experiência pode até causar enjôo. Sem as referências do espaço conhecido, é fácil perder o senso de orientação.

Você agora é um avatar, aquilo que os técnicos chamam de ser virtual. Cada gesto que você faz é repetido pelo seu duplo digital, que simula com perfeição seres de carne e osso. Assim, você pode passear pelo ERJ-170, o novo jato da Embraer, que só existe no computador. “De repente, entro na cabine. Cada peça que eu toco muda de cor”, diz Mauri Mendes, engenheiro projetista que acompanha o desenvolvimento do ERJ-170 desde seus primeiros esboços. “Eu sento na cadeira do piloto, aperto o cinto de segurança e checo se tudo está no alcance necessário para operar a nave”, explica. “Meu avatar puxa o manche e experimenta cada botão do painel de controle. Isso me dá a noção exata da posição de cada peça, se ela precisa ser alterada e em quanto.”

Inaugurado em fevereiro, o Centro de Realidade Virtual da Embraer é o único em toda a América Latina com tecnologia de imersão total. Sua aplicação principal ocorre nos estudos de ergonomia – a ciência que estuda a adequação anatômica da máquina ao homem. “Antigamente, construía-se um modelo de madeira para testar se o piloto acessava bem os comandos”, lembra Mauri. “Com a realidade virtual, isso virou coisa do passado.” Além desse ganho de eficiência, os projetos em modelagem virtual representam uma economia considerável de tempo e dinheiro. “Vamos gastar 38 meses para produzir o ERJ-170”, estima Hugo Resende, gerente de desenvolvimento tecnológico da empresa. “Antes, um jato similar, como o ERJ-145, precisava de até sessenta meses para ficar pronto.”

Por dentro de um avião que não existe

Agora você está sentado diante de uma tela de cinema. Só que a imagem à sua frente parece desfocada e difusa. Mas basta pôr os óculos 3D eletrônicos que tudo muda: ela ganha nitidez e volume. Muito volume! Se você está vendo o pátio de um aeroporto, tem a sensação de estar lá. O avião começa a estacionar, e, quando a asa vem em sua direção, seu reflexo é chegar para trás, com medo de que ela esbarre na sua cara. Diferentemente da “imersão total”, na “imersão parcial” você não intervém na imagem. Só assiste. Mas é impressionante.

Muda o filme e aparece o esqueleto do avião. Você se aproxima e entra nele. Na tela, dá para ver cada detalhe da fuselagem, peça ou parafuso. De repente você dá uma guinada e entra na cabine do piloto. A mudança de perspectiva chega a causar vertigem. Você se segura na cadeira do cinema para não cair.

Esses filmes não passam em qualquer sala. Só podem ser assistidos no Centro de Realidade Virtual, que não está aberto à visitação pública. O espetáculo configura uma realidade virtual semi-imersiva. Em vez de capacete e luvas, o usuário põe um par de óculos. Puramente visual, a modalidade é útil para a apresentação de projetos de avião às empresas. Com ela, os clientes podem ver, por dentro, cada detalhe de como será a aeronave que comprarão. Foi assim que a suíça Crossair e a francesa Regional Airlines encomendaram à Embraer quarenta unidades do novo jato ERJ-170, sem que um único modelo tenha sido construído na linha de montagem.

A realidade virtual também é crucial para o treinamento de pessoal para montagem e manutenção dos aviões. Os mecânicos saem das salas sabendo o que terão de fazer com as peças reais. “O software permite conhecer com antecedência a dimensão de cada item. Dá para prever a dificuldade e o tempo de execução de cada tarefa. Muda tudo”, explica o projetista Mauri Mendes.

De onde vem e para onde vai a realidade virtual

Tudo mundo já ouviu falar de realidade virtual, mas pouca gente realmente a viu em ação, exceto em filmes como O Passageiro do Futuro e Assédio Sexual. Em seu sentido original, a expressão se aplica sempre que homens e computadores interagem de maneira sensitiva, ou seja, usando sentidos como tato, audição e visão. Dos cinco sentidos, ela só estimula três. Esse talvez seja o seu limite, pois a maioria dos especialistas duvida que os computadores possam, um dia, simular cheiros e sabores.

Projetos de engenharia como os do Centro de RV da Embraer são apenas uma das aplicações que a realidade virtual viabilizou desde que surgiu, durante a Segunda Guerra Mundial. Em 1942, a Força Aérea americana criou seus primeiros simuladores de vôo – uns dinossauros, comparados aos de hoje. Na época, 45% dos pilotos de testes morriam no primeiro vôo.

Mas foi na década de 60 que a nova tecnologia começou mesmo a deslanchar. Em 1965, o cientista da computação americano Ivan Sutherland inventou o primeiro videocapacete, muito parecido com os atuais. Surgiram também os videogames interativos, como o Sensorama, que misturava filmes em 3D com som estéreo, vibrações, cheiros e ventania produzidos mecanicamente.

A expressão “realidade virtual”, porém, apareceu em 1989. Ela foi cunhada pelo americano Jason Lanier, um peculiar cientista da computação que tem cabelos trançados à Bob Marley e é músico e artista nas horas vagas. Ele foi o precursor das animações em 3D em computadores e da cirurgia a distância: a VPL Research, fundada por Lanier, desenvolveu em 1987 a primeira luva interativa, hoje usada em muitos hospitais.

No futuro essa tecnologia invadirá o cotidiano. “Com a queda dos preços, será possível ter equipamentos de realidade virtual imersiva para entretenimento, como filmes e videogames”, diz o engenheiro elétrico João Antônio Zuffo, da Universidade de São Paulo. “O próximo passo será a comunicação direta entre máquinas e o cérebro humano”, aposta ele.

Algo mais

O computador Onyx 2, usado pela Embraer, é o mesmo responsável pelos efeitos especiais do filme Matrix, que faturou o Oscar deste ano nessa categoria. Máquinas da Silicon Graphics também foram utilizadas para os efeitos de outros dois filmes que concorreram à estatueta: Star Wars, Episódio I e O Pequeno Stuart Little.

Máquinas de criar mundos

O hardware e o software são de última geração.

O Centro de Realidade Virtual da Embraer utiliza supercomputadores, as workstations, que são verdadeiras usinas. A máquina adotada é a Onyx 2, produzida pela empresa americana Silicon Graphics. Esqueça a configuração de seu PC, mesmo que ele seja de última geração. O sistema é composto de quatro centrais de processamento e tem imensos 4 gigabytes de memória RAM e 90 gigabytes de disco rígido – mil vezes mais que um micro moderno. Esse hardware poderoso conta com softwares sofisticados, só usados em efeitos especiais de cinema e em engenharia avançada. Os modelos em 3D são criados pelo Catia; a visualização dos aviões é garantida pelos aplicativos 4D Navigator e Division; e os estudos de ergonomia, pelo programa Jack. Um arsenal de ilusões práticas.

Computadores para vestir

Conheça os brinquedinhos caros do mergulho virtual.

A luva tem sensores que transmitem à central de processamento cada movimento do usuário. Tudo que ele fizer – como estender a mão ou desaparafusar um painel – é repetido por seu duplo virtual em tempo real. Só esta ferramenta interativa custa 22 000 dólares, ou 39 000 reais.

O capacete corta o contato do usuário com o mundo exterior, colocando-o dentro da realidade virtual criada no computador. Sensores detectam a posição da cabeça e o mínimo movimento modifica a perspectiva dos visores. Preço: 45 000 dólares, ou 80 000 reais.

Doze sensores espalhados pelas juntas do corpo (ombros, cotovelos, joelhos, tornozelos etc.) permitem ao clone virtual repetir cada gesto do operador.

Cuidado que elas pulam da tela

Veja como são produzidas as imagens em 3D que parecem de verdade.

1. Projetores

As imagens são projetadas de trás, numa freqüência rápida que o olho humano não consegue captar – 96 quadros por segundo. O que se vê, na verdade, é a superposição das imagens de três diferentes projetores. Só assim se obtém uma boa resolução em toda a extensão da tela.

2. Telão

A tela é semitransparente e plana. Tem 6,5 por 2 metros e uma resolução de 2 880 por 1 024 pixels, ou seja, comparável à de um monitor de computador. Apenas vinte empresas aeronáuticas em todo o mundo possuem uma tela plana com tal nitidez.

3. Emissor

As imagens geradas pelos projetores são convertidas por emissores, posicionados no alto do telão, para uma freqüência captável pelo olho humano – 22 quadros por segundo. Sem eles, fica tudo desfocado. As imagens são retransmitidas para receptores localizados em cada par de óculos.

4. Óculos

Cada espectador veste um par de óculos eletrônicos Crystal Eyes, equipado com um receptor que interpreta os sinais do telão.

5. Imagem

O volume tridimensional é obtido pela leitura da projeção de uma mesma imagem duas vezes, uma sobreposta à outra com um ligeiro desvio. Assim, imita-se a visão humana, que usa simultaneamente os dois olhos para poder perceber o relevo. Esse efeito chama-se estereoscopia. É impressionante: o avião parece sair da tela.

Do fliperama à fábrica

Antes uma promessa, a RV encontra suas aplicações práticas.

Faz tempo que a realidade virtual deixou de se restringir à aeronáutica, campo em que a tecnologia surgiu.

É na medicina que ela tem hoje usos fantásticos. A primeira operação cardíaca em que o médico nem sequer encostou no paciente foi feita em 1998, no Hospital Broussais, em Paris: o cirurgião operava um coração virtual e um robô reproduzia seus gestos no doente real. Depois disso, a RV se popularizou no treinamento de cirurgias simuladas. A Universidade de Buffalo, nos Estados Unidos, desenvolve ambientes virtuais para praticar diagnósticos no abdômen. Na Dinamarca, a Universidade de Copenhague utiliza RV para recuperar a capacidade de aprendizado e de coordenação motora de vítimas de derrame cerebral. Também já é possível tratar o medo de altura com programas que simulam abismos. Após algumas sessões com assistência médica, o paciente que enfrenta a fobia pode ser curado.

Entretenimento

A indústria do entretenimento continua sendo um dos principais motores do desenvolvimento da realidade virtual. Hoje já existem jogos que simulam vôos de asa- delta, passeios de montanha-russa e até ringues de luta livre: o jogador dá golpes no ar que podem derrubar seu adversário digital.

Arquitetura

Com o software Computer Aided Design pode-se visualizar projetos de construção como se estivessem prontos e navegar por dentro deles. Na foto, o modelo em 3D do Instituto Calibre, em Eindhoven, Holanda.

Turismo

Não é mais preciso sair de casa para viajar. Já estão disponíveis programas que permitem fazer turismo em universos que não existem. Na foto, uma reconstituição da Abadia de Cluny, na França.

Indústria automobilístca

Novos modelos de automóvel também ganham com a realidade virtual. Os test-drives são feitos antes que se coloque o primeiro parafuso na carroceria do carro. Na foto, um protótipo da Volvo é testado em uma estrada virtual.