الحوسبة المكانية

يشير مصطلح الحوسبة المكانية إلى تقنيات التفاعل ثلاثي الأبعاد بين الإنسان والحاسوب، والتي يدركها المستخدمون وكأنها تحدث في العالم الحقيقي، داخل وحول أجسادهم وبيئاتهم المادية، بدلاً من أن تكون محصورة خلف شاشات الحاسوب أو في عوالم افتراضية بحتة. يُقلب هذا المفهوم الممارسة التقليدية لتعليم الناس التفاعل مع الحواسيب في بيئات رقمية ، ويُعلّم الحواسيب بدلاً من ذلك فهم الناس والتفاعل معهم بشكل طبيعي في العالم البشري. يتداخل هذا المفهوم مع مفاهيم أخرى، ويشملها ، بما في ذلك الواقع الممتد ، والواقع المعزز ، والواقع المختلط ، وواجهة المستخدم الطبيعية ، والحوسبة السياقية ، والحوسبة العاطفية ، والحوسبة المنتشرة . ولا يزال استخدام هذه المصطلحات لوصف هذه التقنيات المتجاورة ومناقشتها غير دقيق. ^{[ 1 ]}

تتضمن أجهزة الحوسبة المكانية أجهزة استشعار، مثل كاميرات RGB ، وكاميرات العمق ، وأجهزة التتبع ثلاثية الأبعاد ، ووحدات القياس بالقصور الذاتي ، أو أدوات أخرى، لاستشعار وتتبع الأجسام البشرية القريبة (بما في ذلك اليدين والذراعين والعينين والساقين والفم) أثناء التفاعلات العادية مع الأشخاص وأجهزة الكمبيوتر في فضاء ثلاثي الأبعاد. ^{[ 2 ]} كما تستخدم هذه الأجهزة تقنية رؤية الكمبيوتر لمحاولة فهم مشاهد العالم الحقيقي، مثل الغرف والشوارع والمتاجر، وقراءة الملصقات، والتعرف على الأشياء، وإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد، وغير ذلك. وفي كثير من الأحيان، تستخدم أيضًا الواقع الممتد والواقع المختلط لتركيب رسومات ثلاثية الأبعاد افتراضية وصوت ثلاثي الأبعاد افتراضي على النظام البصري والسمعي البشري، كوسيلة لتوفير المعلومات بشكل أكثر طبيعية وسياقية من الشاشات ثنائية الأبعاد التقليدية.

غالباً ما تشير الحوسبة المكانية إلى أجهزة الحوسبة الشخصية مثل سماعات الرأس وسماعات الأذن، ولكن يمكن أيضاً اعتبار تفاعلات الإنسان مع الحاسوب الأخرى التي تستفيد من تحديد المواقع المكانية في الوقت الفعلي للعروض، مثل رسم الخرائط الإسقاطية أو عروض البيئة الافتراضية التلقائية للكهوف ، حوسبة مكانية إذا كانت تستفيد من مدخلات الإنسان والحاسوب للمشاركين.

يبدو أن مصطلح "الحوسبة المكانية" قد نشأ في مجال نظم المعلومات الجغرافية (GIS) حوالي عام 1985 ^{[ 3 ]} أو قبل ذلك، لوصف العمليات الحسابية على المعلومات الجغرافية المكانية واسعة النطاق. ومن الأمثلة المبكرة على الحوسبة المكانية في نظم المعلومات الجغرافية برنامج ArcInfo وإصداراته، الذي صدر لأول مرة عام 1981 ^{[ 4 ]،} وهو جزء من ArcGIS إلى جانب ArcEditor، اللذين يوفران معًا وظائف رسم الخرائط والتحليل والتحرير والمعالجة الجغرافية لقواعد البيانات الجغرافية ^{[ 5 ]} . ويرتبط هذا إلى حد ما بالاستخدام الحديث، ولكن على نطاق القارات والمدن والأحياء ^{[ 6 ]} . أما الحوسبة المكانية الحديثة فتركز بشكل أكبر على نطاق التفاعل البشري، بحجم غرفة معيشة أو أصغر. ولكنها لا تقتصر على هذا النطاق الإجمالي.

في أوائل التسعينيات، ومع بدء تسويق مجال الواقع الافتراضي خارج نطاق المختبرات الأكاديمية والعسكرية، استخدمت شركة ناشئة تُدعى "وورلد إيزاين" في سياتل مصطلح "الحوسبة المكانية" ^{[ 7 ]} لوصف التفاعل بين الأفراد والفضاءات ثلاثية الأبعاد، مُركزةً بذلك على الجانب الإنساني أكثر مما كانت عليه تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية السابقة. وقد أنشأت الشركة بيئة شبيهة ببيئة "كايف" أطلقت عليها اسم "مسرح البيئة الافتراضية"، حيث قدمت تجربة ثلاثية الأبعاد تُحاكي تحليقًا افتراضيًا فوق هضبة الجيزة، حوالي عام 3000 قبل الميلاد. ويُعزو روبرت جاكوبسون، الرئيس التنفيذي لشركة "وورلد إيزاين"، أصول المصطلح إلى تجارب أُجريت في مختبر تكنولوجيا واجهة الإنسان بجامعة واشنطن، تحت إشراف توماس أ. فورنيس الثالث . وكان جاكوبسون أحد مؤسسي ذلك المختبر قبل أن يُؤسس شركته الناشئة الرائدة في مجال الواقع الافتراضي.

في عام 1997، قدم منشور أكاديمي من تأليف تي. كايلي، وبينغ لام، وإتش. بونك بعنوان "الحوسبة المكانية: قضايا في الرؤية والوسائط المتعددة وتقنيات التصور" المصطلح على نطاق أوسع للجمهور الأكاديمي، ^{[ 8 ]} مع التركيز على مجموعة متنوعة من المواضيع مثل معالجة الصور، والملاحة التقديرية ، والتعرف على الأشياء، وتصور البيانات المكانية.

أُشير إلى مصطلح "الحوسبة المكانية" لاحقًا في عام 2003 من قِبل سيمون غرينوولد، ^{[ 9 ]} باعتباره "تفاعلًا بشريًا مع آلة تحتفظ فيها الآلة بمراجع للأشياء والأماكن الحقيقية وتُجري عليها عمليات معالجة". وقدّم جون أندركوفلر، خريج مختبر الإعلام في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، محاضرة في مؤتمر تيد عام 2010 ^{[ 10 ]} عرضًا حيًا لأنظمة الحوسبة المكانية متعددة الشاشات والمستخدمين التي كانت تُطوّرها شركة أوبلونغ إندستريز، والتي سعت إلى تجسيد الواجهات المستقبلية التي تصوّرها أندركوفلر في فيلمي " تقرير الأقلية" و"الرجل الحديدي".

يمكن اعتبار برنامج جوجل إيرث، الذي أصدرته شركة كي هول في عام 2001 وأعادت جوجل إصداره في عام 2005، نظام معلومات جغرافية فعالاً ويتضمن أدوات وقدرات جغرافية مكانية متقدمة. ^{[ 11 ]}

في عام 2019، أصدرت مايكروسوفت هولولينز فيديو يُوضح شراكة إيرباص مع مايكروسوفت أزور للاستفادة من خدمات الواقع المختلط التي تُقدمها الأخيرة لتبسيط وتحسين عملية تصميم الطائرات، بالإضافة إلى تقليل الأخطاء في عملية التطوير. ^{[ 12 ]} استخدمت إيرباص جهاز هولولينز 2 لهذا الغرض، وصرح نائب الرئيس التنفيذي للهندسة بأن مراحل التحقق من صحة عملية التصميم قد تسارعت بشكل كبير بنسبة 80%، كما أعرب عن اعتقاده الراسخ بإمكانية تحقيق تحسينات تصل إلى 30% في مهامهم الصناعية باستخدام هولولينز 2. خلال الفيديو التقديمي، أشارت إيرباص إلى نضج خدمات مايكروسوفت أزور باعتباره عاملاً أساسياً في استخدامها لجهاز هولولينز 2.

في عام 2019 أيضًا، دخل الجيش الأمريكي في شراكة مع مايكروسوفت لإنتاج نظام تعزيز بصري متكامل (IVAS) قائم على تقنية HoloLens، بهدف تحسين قدرات جنود المشاة من خلال منحهم إمكانيات متنوعة، تشمل على سبيل المثال لا الحصر استخدام الصور المجسمة للتدريب، وعرض خرائط ثلاثية الأبعاد في مجال رؤيتهم، والرؤية عبر الدخان والزوايا. ^{[ 13 ]} تلقت مايكروسوفت عشرات الآلاف من ساعات الملاحظات حول أنظمتها بحلول عام 2021. وصرح الرقيب مارك كروغ آنذاك بأن شراكة مايكروسوفت قد دفعت الجيش بالفعل إلى إعادة النظر في بعض استراتيجيات عمليات قواته.

• واجهة الدماغ والحاسوب – الاتصال بين الدماغ والحاسوب 
• الفضاء الإلكتروني – مفهوم يصف تقنية رقمية واسعة الانتشار ومترابطة 
• OpenXR – معيار للوصول إلى منصات وأجهزة الواقع الافتراضي والواقع المعزز 
• ما بعد الإنسانية – حركة فلسفية 
• مجتمع افتراضي – مجتمع افتراضي موجود على الإنترنت. صفحات تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه. 
• العالم الافتراضي – بيئة محاكاة حاسوبية تفاعلية واسعة النطاق 
• WebXR – واجهة برمجة تطبيقات جافا سكريبت تجريبية لأجهزة الواقع المعزز/الافتراضي 
• رأس سلكي – مفهوم في الخيال أو التطبيقات المستقبلية