Keinotodellisuuden mahdollisuudet urheilussa

VR-, AR- ja MR-lasit ovat ainakin testikäytössä jo monilla aloilla, kuten koulutuksessa ja terveydenhuollossa, mutta millaisia käyttötapoja ja hyötyjä niistä on urheilussa? Tässä kirjoituksessa pohdin tämänhetkisiä ja aivan lähiaikoina avautuvia mahdollisuuksia, sillä potentiaali on suuri. Käyttötarkoitukset tulevat luultavasti muuttumaan ja lisääntymään, koska lasien pienentyminen, antureiden lisääminen ja linssiteknologian kehittyminen mahdollistavat asioita, jotka eivät vielä ole mahdollisia tai ainakaan kovin järkeviä. VR-lasit päässä radalla juokseminen tai KIHUn hiihtomatolla hiihtäminen ei ole mukavaa, saati turvallista, vielä.

Tässä tekstissä puhutaan sekaisin virtuaalisesta-, lisätystä- ja yhdistetystä todellisuudesta, mutta niin, että jokainen on tuotettu jonkinlaisilla laseilla käyttäjän nähtäväksi. Yhteisenä nimenä käytän niille keinotodellisuutta. Keinotodellisuus voidaan tuottaa muillakin tavoin, esimerkiksi simulaattorit, joihin ihminen menee sisään ovat keinotodellisuutta, mutta nyt keskitytään ainoastaan laseilla tuotettuihin keinotodellisuuksiin.

Virtuaalitodellisuus (VR), on täysin keinotekoinen todellisuus, joka voi simuloida todellista ympäristöä tai tilannetta, tai voi olla täysin kuvitteellinen. Lisätty todellisuus (AR) lisää tietokoneella luotuja elementtejä todellisen maailman päälle ja yhdistetty todellisuus (MR) saa todellisuuteen lisätyt elementit reagoimaan luonnollisella tavalla todellisen maailman kanssa. Toistaiseksi virtuaalitodellisuus on laseja käytettäessä muita tekniikoita kypsempi. Esimerkiksi Microsoft Hololens -yhdistetyn todellisuuden lasit, pystyvät sijoittamaan virtuaalisia objekteja vain pieneen osaan käyttäjän näkökenttää, eikä immersio siksi ole täydellinen. Hololensin tapauksessa läpinäkyviin linsseihin heijastetaan tietokoneella luotuja elementtejä, mutta yhdistettyä todellisuutta voidaan esittää myös lasien todellisuutta kuvaavien kameroiden kuvan päälle, kuten Metan Quest Pro ja Quest 3 tapauksissa.

Osa laseista vaatii tehokkaan tietokoneen tuottamaan sisältöä laseihin, jolloin luodut ympäristöt ja elementit ovat graafisesti näyttävämpiä, mutta käytön kannalta ne ovat yleensä kömpelömpiä kuin niin kutsutut standalone-lasit, joissa kaikki prosessointi tapahtuu laseissa itsessään tai pienessä taskuun mahtuvassa yksikössä.

Yleensä haitaksi koettu pelko ja ahdistus, jota keinotodellisuuskokemuksilla voidaan luoda, voi olla arvokas keino muuttaa harjoittelua enemmän kilpailutilanteen kaltaiseksi. Lyhyt pistäytyminen keinotodellisuudessa ennen harjoituksen alkamista voi opettaa tapoja hallitsemaan paineistettua tilannetta turvallisessa ympäristössä ilman oikeaa vaaraa tai seurauksia. Jollekin riittää simuloitu kisa-areenalle astuminen yleisön hurratessa nostamaan tunteen vastaamaan oikeaa kilpailutilannetta, toinen voi saada saman jännityksen virtuaalisista käärmeistä, hämähäkeistä tai turbulenssista lentokoneessa. Mahdollisuuksia oikeissa kilpailuissa paineeseen tottumiseen on kuitenkin vähemmän kuin mahdollisuuksia kokea samankaltaisia tunteita virtuaalisesti.

Keinotodellisuutta voidaan käyttää urheilijoiden mielikuvaharjoittelussa myös siten, että pyritään luomaan tunteita onnistuneista suorituksista. Lukuisia rentoutumis- ja keskittymissovelluksia voidaan käyttää rauhoittumiseen, vaikka ennen kilpailua. Urheilija voi tehdä hengitysharjoituksia hänelle mieluisassa paikassa, sillä virtuaalilaseja ja kuulokkeita käyttämällä ulkopuolisen maailman voi sulkea pois lähes missä tahansa tilanteessa. Pukukopin hienhajua ne eivät ikävä kyllä poista.

Myös uusiin tilanteisiin voidaan tutustua etukäteen laseja käyttämällä. 360-videosta, jossa katsoja saa itse valita mihin suuntaan ja mitä haluaa katsoa, tilanne tuntuu todellisemmalle kuin tavallista videota katsellessa. Jos urheilija lähtee ensimmäistä kertaa vieraaseen maahan kisamatkalle, kohteeseen tutustuminen etukäteen voi estää kulttuurishokkeja tai muita suoritusta häiritseviä asioita. Ennakolta paikan päällä käyneet voivat kuvata esimerkiksi lentokenttää, hotellia, harjoittelutiloja ja itse suorituspaikkoja, kuten tehtiin ennen Tokion olympialaisia. Tällä hetkellä kuka tahansa voi hankkia 360-kameran, jolla voidaan tuottaa riittävän laadukasta materiaalia virtuaalilaseihin. Hyviä vaihtoehtoja ovat GoPro Max- tai Insta360-kamerat. Paikkojen lisäksi kameralla voidaan kuvata myös videoita itse suorituksista, joiden avulla on mahdollista tehdä todentuntuisempia mielikuvaharjoitteita.

360-kamera on tällä hetkellä kustannustehokkain ja helpoin tapa tuottaa sisältöä keinotodellisuuteen. 360-kameran materiaalia katsellessa katsoja on lukittu kameran paikalle, mutta pystyy itse valitsemaan katselusuunnan. Myös muunlaisia kameroita on; esimerkiksi lightfield-kameroilla kuvatuissa otoksissa katsoja voi pään kääntelemisen lisäksi myös liikkua hieman. Vapaan liikkumisen sekä ympärille katselemisen mahdollistaa esimerkiksi lidarilla tilasta 3D-mallin luova Matterport-kamera. Matterport-otoksia näkee usein kiinteistövälitysilmoituksissa, mutta samalla tavalla voitaisiin tutustua myös urheilukenttiin ja -tiloihin. Ainakin Rovaniemen Santasportin tiloista tällainen virtuaalilasien kanssa yhteensopiva esittely löytyy.

Matterportin kiillotetun esittelynäkymän lisäksi, jossa voidaan siirtyä vain tiettyihin pisteisiin, raakaa 3D-mallia voisi myös hyödyntää, jos haluaisi vaikka kokeilla miltä tuntuu oikeasti kävellä Stade de Francen lähtöviivalle. Kaikista työläin, mutta samalla näyttävin kuvaustapa on kuvata kameroiden keskellä oleva kohde usealla kameralla yhtäaikaisesti ja tuottaa kuvien perusteella 3D-malli. Tällainen kuvaus mahdollistaisi esimerkiksi moukarin heiton, tai muun pienellä alueella tapahtuvan suorituksen tarkastelun ja analysoinnin jokaisesta halutusta kulmasta.

Jo nykyisellään 3D-grafiikalla tuotettujen avatarien avulla käytävä etäkeskustelu on antoisampi kokemus kuin videopuhelu. Mahdollisuus käyttää käsiä osoittamiseen, liikkuminen tapaamistilassa ja pienet eleet, joita lasit pystyvät huomaamaan, tuovat keskustelun lähemmäs todellista tapaamista. Metan uudet Codec-avatarit ovat fotorealistisia 3D-mallinnuksia käyttäjien kasvoista ja vartalosta. Uusien lasien käyttäjää kuvaavat kamerat pystyvät havaitsemaan kasvojen ilmeet ja silmien liikkeet tarkasti, jotka sitten toistetaan vastaanottajan keinomaailmassa. Syvyysantureilla varustetut puhelimet ja luultavasti myös uudet MR-lasit pystyvät tulevaisuudessa luomaan näitä tarkkoja malleja käyttäjistään.

Uudet esittelyvideot, erityisesti tekoälytutkija Lex Friedmanin virtuaalitodellisuudessa toteutettu haastattelu Mark Zuckerbergin kanssa, saavat paatuneimmankin kyynikon uskomaan hieman Metaversen tuleviin mahdollisuuksiin. Todellisuuden ja keinotodellisuuden rajoja rikkova etätapaaminen, vaikka Helsingissä ja Jyväskylässä olevien ihmisten kanssa tuntuu aluksi taianomaiselle, mutta on todellista ja normaalina pidettyä hyvinkin pian.

Urheilukontekstissa teknologia muuttaa valmentajan, lääkärin, psykologin tai vaikka fysioterapeutin kanssa käytäviä etätapaamisia. Urheilijan mahdollisuus näyttää liikkeitä, jotka sattuvat tai fysioterapeutin mahdollisuus esittää kuntouttavia liikkeitä ja heti havainnoida tekeekö urheilija liikkeen oikein, mahdollistavat avun saamisen, vaikka urheilija olisi kisamatkalla toisella puolella maapalloa. Toki videopuhelukin toimii, mutta mahdollisuus liikkua ja osoittaa asioita luonnollisesti, muuttaa ihmisten välisen etäkanssakäynnin miellyttävämmäksi, tehokkaammaksi ja vaikuttavammaksi. Myös näkevä, kuuleva ja puhuva tekoäly tulee integroitumaan keinotodellisuuden avatareihin. Uhka tai mahdollisuus, ainakin askel eteenpäin verkkosivujen auttajaboteista.

Keinotodellisuutta voidaan käyttää urheiluvammojen kuntoutuksessa ja lajiin paluussa monin eri tavoin. Kuntoutettavalle urheilijalle voidaan luoda positiivisia ja rentouttavia kokemuksia, jotka saattavat ainakin hetkellisesti viedä masentavat ajatukset pois vammasta. Vammojen kuntouttamiseen käytettävät harjoitukset ja liikkeet ovat myös paljon hauskempia ja mielenkiintoisempia pelin muodossa. Keinotodellisuus mahdollistaa lajispesifit harjoitukset ja lajin kokemisen, myös kuntoutuksen aikana. Oikein valitut harjoitukset auttavat kehittämään havainnointia, päätöksentekoa, reagointia, koordinaatiota ja tasapainoa.

ICAROS-valmistajan VR-yhteensopivat interaktiiviset harjoittelu- ja kuntoutuslaitteet antavat välitöntä palautetta suorituksen onnistumisesta ja siitä, miten voidaan suoriutua vielä paremmin. ICAROS Cloud tarjoaa pelimäisiä harjoituksia keskivartalon kehittämiseksi. ICAROS Pro ja Health -järjestelmät ovat ammattitason harjoittelulaitteita, jotka on tarkoitettu käytettäväksi terapiassa ja kuntoutuksessa. Laitteet mahdollistavat keskivartalo- ja tasapainoharjoittelun VR-pelimaailmoissa, ja niitä voidaan säätää ja mukauttaa yksilöllisten tarpeiden mukaan.

Mikäli keinotodellisuudessa käytetään tarkasti kehoa seuraavia ohjaimia, voi käytettävä sovellus antaa kuntoutettavalle tarkkaa ja reaaliaikaista palautetta suorituksesta ja ohjata tekemään esimerkiksi fysioterapeutin määrittelemät liikkeet oikein ja turvallisesti. Tällaisia tarkkaan paikannukseen kykeneviä lisäohjaimia on saatavilla esimerkiksi HTC Vive -järjestelmään.

Ohjaimia voidaan kiinnittää myös oikeisiin urheiluvälineisiin. Oikealla melalla melominen Kayak Vr Mirage -pelissä tai oma jääkiekkomailalla Sense Arenassa, muuttavat lajispesifit harjoitukset realistisemmiksi. Lisäksi ainakin koripalloon, golfiin, tennikseen ja jalkapalloon löytyy sovelluksia, joissa voi käyttää oikeita urheiluvälineitä. Rezzil Player ja Rezzil Index -sovellukset ovat tunnetuimmat esimerkit virtuaalitodellisuuden hyödyntämisestä jalkapallossa. Rezzil-sovellukset sisältävät useita harjoituksia, jotka on suunniteltu ammattilaispelaajien ja -valmentajien kanssa parantamaan pelaajien pelitaitoja. PC-versiossa jalkoihin kiinnitettäviä ohjaimia hyödyntävät sovellukset analysoivat pelaajien laukaisutaitoja ja liikkeitä antaen yksityiskohtaista palautetta ja tilastoja harjoittelusta.

Toistojen määrää on mahdollista kasvattaa huomattavan paljon, esimerkiksi mäkihypyn ponnistuksen ajoitusta voi harjoitella kymmeniä kertoja nopeammin, koska torniin pääsee heti takaisin napin painalluksella. Ammunnassa tuuliennakon harjoittelu ei ole enää säästä kiinni, vaan simulaatiolla voidaan valita haluttu sää. Myös mahdottomat harjoitusmuodot ovat mahdollisia. Vielä toistaiseksi keinotodellisuudessa harjoittelu soveltuu parhaiten paikallaan tai pienellä alueella tapahtuviin suorituksiin ja liikkeisiin, mutta kun MR-lasit kehittyvät niin, että käyttäjä havainnoi paremmin todellisen tilan esteet eikä lasien paino häiritse suoritusta, lasien käyttömahdollisuudet kasvavat. Tekoäly tulee mahdollistamaan oikeiden vastustajien lähes täydellisen simuloinnin. Tällöin kuka tahansa, missä tahansa, voi haastaa maailmanmestarin, joka liikkuu ja käyttäytyy kuin todellinen. Nopeiden verkkoyhteyksien avulla voidaan harjoitella tai kilpailla yhdessä muiden kanssa paikasta riippumatta.

Kuntosaliharjoittelua voidaan muuttaa mielenkiintoisemmaksi, vaihtelevammaksi ja haastavammaksi esimerkiksi juoksumatolla, soutulaitteessa tai kuntopyöräilyssä. Harjoitteluun voidaan lisätä pelielementtejä, kuten pisteitä, palkintoja, haasteita ja muita kilpailijoita. Lisäksi kuntosalin harmaa seinä voidaan vaihtaa käyttäjän haluamaan ympäristöön. AlterG-juoksumatto on hyvä esimerkki keinotodellisuusharjoitteluun sopivista laitteista. Sen lisäksi että laite pitää käyttäjää turvallisesti paikallaan, painokevennyksen ja virtuaalimaailman avulla voidaan lenkkeillä esimerkiksi muilla planeetoilla. Lisää turvallisuutta tuo Octonic VR–sovelluksen mahdollisuus näyttää juoksumaton omat ohjaimet ja sisäänrakennettu turvaominaisuus, joka näyttää todellisen maailman, jos käyttäjän paikka juoksumatolla muuttuu liiaksi sivulle, eteen tai taakse.

Tietysti MR-, VR- ja AR-kokemuksilla voidaan tehdä myös urheilun seuraamisesta mielenkiintoisempaa. Katsojille voidaan tarjota immersiivisiä kokemuksia, jotka saavat heidät tuntemaan olevansa osa tapahtumaa kotoa käsin. Katsojat voivat nähdä tapahtumat urheilijoiden näkökulmasta, vaihtaa eri kamerakulmiin tai liikkua kentän laidalla vapaasti. Läpimurtoon tarvitaan nopeat verkkoyhteydet, kamerateknologian kehittymistä ja katselulaitteiden laajempaa levinneisyyttä. Jälkimmäinen tapahtuu, kunhan keinotodellisuuslasien käyttömukavuus paranee ja hinnat laskevat.

Suosittelen jokaista mahdollisuuksien mukaan kokeilemaan keinotodellisuutta mielellään useamman kerran. Laitteissa ja kokemuksissa on suuria eroja, osa on vaan todella paljon parempia kuin toiset. Lisäksi erityisesti virtuaalitodellisuuden ensikokemusten kohdalla mahdollisesti koettava pahoinvointi ja huimaus menee ohi yleensä muutamien käyttökertojen jälkeen. Sovellutuksia keinotodellisuuden ja urheilun yhteen tuomiseksi löytyy jo kattavasti ja niitä on mahdollista luoda tarpeiden mukaan lisää.

KIHUlla olemme avoimia ja innokkaita uusien teknologioiden mahdollisuuksista. Kerro meille, miten käytät tai haluaisit käyttää keinotodellisuutta omassa urheilutyössäsi, ehkä voimme auttaa toisiamme.

Kirjoittaja Sami Vierola työskentelee KIHUssa laboratorioinsinöörinä ja on innokas VR-minigolfari.