'Latentietijd voorspellen verbetert operatie op afstand'

Haptische systemen voor bediening op afstand, zoals met een handschoen, zijn veel preciezer te sturen door de effecten van latentietijd te voorspellen en deze vervolgens teniet te doen. Hierdoor is bijvoorbeeld nauwkeurigere chirurgie op afstand mogelijk.

Veel spelcomputers maken gebruik van force feedbacksystemen. Hier vormt de latentietijd, de verstreken tijd alvorens een reactie volgt op een handeling, nauwelijks een obstakel om het spel soepel te kunnen spelen. Dat is anders bij force-feedbacksystemen waarbij communicatie tussen personen of systemen op grote afstand plaatsvindt en de gevolgen groot zijn als handeling en reactie niet synchroon lopen. Bijvoorbeeld bij het in samenwerkingsverband op afstand repareren van satellieten of diepzeeinstallaties. Hierbij leidt een lange latentietijd tot onnauwkeurigheid.

Amerikaanse en Britse wetenschappers hebben nu een techniek ontwikkeld, 'rollback', die dankzij een software-algoritme in kan spelen op de effecten van de latentietijd. Haptische, of op de tast gerichte, systemen reageren daardoor ogenschijnlijk directer door vast subtiele wijzigingen in de weergave door te voeren voordat recentere data over handelingen is verwerkt. De onderzoekers testten het systeem door teams die zich aan weerszijden van de Atlantische Oceaan bevonden, samen een virtuele vliegtuigmotor te laten monteren. Bij activatie van het rollbacksysteem bevonden de motoronderdelen zich veel dichter bij de juiste positie dan bij de test zonder rollback. Door gebruik te maken van peer-to-peer in plaats van een centrale server om informatie over handelingen heen en weer te zenden wisten de onderzoekers de latentietijd verder te verkorten.

Reacties (34)

[Mr_gadget]

Mooie techniek maar lijkt me toch tricky als de software gaat voorspellen wat chirug wil....

Heb er trouwens vandaag nog mee kunnen spelen (mastervoorlichting @ TU Delft). Je had twee joysticks in de vorm van tangen en je zag op een scherm wat er in de gesimuleerde buik gebeurde (minimal invasive surgery). Dit was zonder latency maar het was al best moeilijk...

[Adrianb]

Als ik aan latentie denk, denk ik aan ping. (bv. in FPS games)
Kan dat hiermee ook 'verbeterd' worden of is dit compleet ongerelateerd?

[Hercul3s]

Latentie is inderdaad ping, wat ze hier echter bedoelen is dat in plaats van te wachten tot jouw wijziging daadwerkelijk bij de server is gekomen en de nieuwe informatie terug is gekomen, ze alvast een deel van de wijziging locaal doorvoeren zonder latentie. Hierdoor zie je sneller wat je gedaan hebt, en kun je je bewegingen ook beter inschatten denk ik.

[MetalStef]

Ping is geen latency! Ze houden nauw verband met elkaar, maar ze zijn niet hetzelfde.

Bij een ping naar het IP van een gameserver gaat je signaal precies tot het apparaat (meestal een router) die de ping afhandelt. Daarna komt je signaal weer terug en die totale tijd is je ping-tijd.

Latency is je ping-tijd plus de tijd die het kost om van de router naar de daadwerkelijke gameserver te komen, je signaal te laten verwerken, en de daarbij horende reactie weer de hele weg terug te sturen.

In dit verband moet je het je voorstellen dat je een signaal verstuurt naar een apparaat (afstandbestuurde arm) op grote afstand, waarbij de ping afgehandeld wordt door de router vóór het apparaat. Daarbij komt nog de vertraging die jouw signaal heeft tussen de router, de computer die de arm aanstuurt en het verwerken van het signaal door de arm (in beweging brengen, afremmen, etc). Tel daar vervolgens de tijd bij op dat een camera jouw actie opneemt en het videosignaal samen met eventuele force-feedback info terugstuurt door de router, naar jouw netwerk toe en vervolgens op je scherm weergegeven wordt. Ik kan me voorstellen dat die extra vertragingen ruim meer zijn dan een simpele ping-tijd.

[Jaco69]

De ping tijd of network latency zal in de meeste gevallen het overgrote deel van de totale latency zijn.

[geez]

Dit word al vrij lang gedaan in sommige games. Dan worden de bewegingen van de eigen en andere spelers geextrapoleerd en zonodig gecorrigeerd zodra er nieuwe data binnen is. De ping zal echter niet dalen, je zult hooguit de illusie krijgen dat er vaker geupdate word.

[Toolskyn]

Begrijp ik nu goed dat deze software eigenlijk voorspelt wat er zal gaan gebeuren en alvast wat kleine wijzigingen doorvoert? Ik vraag me af hoe dat zit als de situatie aan de andere kant van je netwerk opeens veranderd (zoals bij first person shooters telkens de situatie veranderd), dit systeem kan lijkt me niet zo'n verandering voorspellen. Het lijkt me dat je dan nou net meer last van je latency gaat krijgen, omdat je systeem daarna moet compenseren voor de wijzigingen die al waren doorgevoerd en ook nog eens de veranderingen die aan de andere kant gebeurd zijn.

Ik kan me voorstellen dat het in sommige situaties handig is om iets te hebben dat de situatie kan voorspellen, maar sommige dingen zijn zo lastig te voorspellen dat me zoiets me eigenlijk niet algemeen toepasbaar lijkt.

[Confusion]

Het is toepasbaar in alle gevallen waarin een werkelijk systeem op afstand wordt bediend, alsof iemand het werkelijk in handen zou hebben, mits de machinerie die de beweging uitvoert sneller zijn bewegingen kan veranderen dan een mens zijn bewegingen kan veranderen.

Iemand die zijn hand beweegt, kan zijn hand niet opeens laten stoppen. De snelheid waarmee mensen van beweging kunnen veranderen is behoorlijk goed bekend. Samen met de latentietijd zorgt dat, dat je bewegingen behoorlijk goed kan simuleren, voordat ze daadwerkelijk gemaakt zijn. Doordat de machinerie die aangestuurd wordt sneller kan reageren dan een mens, kan nog veel gecorrigeerd worden en is een verkeerde voorspelling vaak niet erg. Bij kleine, langzame bewegingen zal de 'voorspelling' ook klein zijn, dus het is zelfs voorstelbaar dat dit pakweg neurochirurgie op afstand makkelijker maakt. Omdat iedereen zijn bewegingen remt voordat hij iets daadwerkelijk ten uitvoer brengt, zal de uiteindelijke fout in de laatste momenten van de beweging erg klein zijn, gegeven een voldoende lage latentietijd.

De bewegingen van de first person in een first person shooter zijn verre van realistisch.

[wibra]

diezelfde techniek wordt nochtans gebruikt in multiplayer fps. Vandaar dat je bij een slechte ping rare verschijnselen ziet als de voorspelde route van een tegenstander niet zijn waarlijke route is. Maar er wordt wel degelijk voorspeld.

[DarkTemple]

Volgens mij voorpelt het niets.
Stel dat iets langzaam voortbeweegt en je moet iets attachen. Van het moment dat je iets attached tot het moment dat het daadwerkelik op afstand wordt uitgevoerd is het obect al verschoven, waardoor het attachpunt verschoven is. Als het systeem hier nu rekening mee houdt, door bijvoorbeeld te kijken op welk punt op het object op je monitor je iets attached en dit corrigeert op het werkelijke moment werk je dus nauwkeuriger.

[g4wx3]

Niet dat ik het artikel echt snap, maar volgens mij voorspelt de software niet, maar reageert het vertraagd:

1 Chirurg "pakt" mes
2 Computer "pakt" mes
3 Chirurg voelt mes

Alle handelingen tussen 1 en 3 worden volgens mij overgslagen.

[TheCapK]

Wat jij beschrijft is de latency die normaal optreedt en dat hebben ze nu juist tot een minimum weten te beperken waardoor je uitkomt op jouw laatste zin. Het is dus wel een soort van voorspellen alleen dan begint de chirurg het mes te pakken en tegen de tijd dat deze het mes heeft gepakt heeft de computer deze handeling al laten uitvoeren door de machine aan de andere kant.

[Laurens-R]

Ik hoop het niet, want als er iets fout gaat zou je ook vertraagd reageren... lijkt me ook niet praktisch

[Verwijderd]

Ik zie het al voor me. De chirurg moet de rechtse teelbal weghalen maar kijkt eerst eens naar de linkse. De computer voorspelt hierdoor dat die teelbal zal worden weggehaald en doet dat alvast.
Tegen de tijd dat de chirurg kan ingrijpen is het te laat

[Verwijderd]

Met al deze technologische vooruitgang, wat moet je binnenkort nog met teelballen?

[TheCapK]

Dan ben ik blij dat ik mijn kinderen nog gewoon op de ouderwetse manier heb gemaakt en ik denk dat er een hoop mensen zijn die dat ook liever doen.

[Chuckylee]

perfectioneer het systeem en ineens is iedereen geschikt als f16 piloot.

ik zie de CAO`s economisch gezien, behoorlijk aanpassen

[thijsiee2]

Als een Japanse hersernchirurg een operatie uitvoert vanuit Japan, en ze zitten in mijn brein te frutselen kan het zo zijn dat het bericht er veel langer over doen. Met latentietijd word dus bedoelt dat het signaal er even over doet om het doel te bereiken. Vanuit hier naar Japan zou dat normaal 3 a 4 seconden duren op een niet drukke internerverkeer dag. Dit betekent dat als de chrirug iets verkeerds doet ik eerst 3 a 4 seconden lig te kreperen voordat de chirurg doorheeft dat hij mijn hersens heeft verneukt.

Dan denk ik, waarom leggen wij voor bijzondere dingen geen glasvezel kabels neer, dat duurt veel minder lang. Voor de ruimte is dit 'rollback' systeem natuurlijk wel heel handig aangezien ze namelijk geen kabeltje hoefen mee te nemen.

[BarôZZa]

Kreperen? Meestal zit je onder verdoving tijdens een operatie. Daarnaast duren dat soort operaties meestal uren, waardoor een enkele seconde meestal niet van levensbelang is. Mensen zijn natuurlijk vrij huiverig voor deze ontwikkeling, maar persoonlijk heb ik liever een stabiel systeem dat op afstand bestuurd wordt door iemand met verstand, dan Henk de plaatsvervangende hersenchirurg met bibberende handen.

[Spockz]

En ookal zou je niet verdoofd zijn, je voelt er niets van als ze in je hersenen bezig zijn, daar zitten namelijk geen (tast-)zintuigen.
Het is juist wenselijk dat de patiënt niet verdoofd is bij het opereren want dan kan de patiënt feedback geven als er iets misgaat.

[TheCapK]

Patient geeft Feedback tijdens operatie:
Auw, G**********e, Kijk uit K*******k.

[Cameleon73]

Ik hoor ze al roepen in de operatiezaal: 'LAAAAAGGGG!'

[Verwijderd]

Gosh ik moet er niet aan denken dat wij ooit onder het mes liggen, waarbij de chiurg aan de andere kant van de wereld achter zijn pc zit, en de software crasht....

En daar lig je dan op de operatietafel, je schedel helemaal open, en naast je het welbekende "blauwe scherm"

[Soepstengel]

"Blue screen of death" krijgt dan een geheel nieuwe betekenis!

[cariolive23]

Kazaa maar weer van stal halen?

Peer2peer is zo gek nog niet!

[Nijn]

In dit geval wordt gewoon een directe verbinding tussen 2 computers bedoeld. (Tegenover een verbinding met een server ertussen)

[s463042]

Server ertussen? Peer-2-peer heeft er per definitie niks tussenzitten.

[Verwijderd]

je gaat nog altijd via je ISP-servers hé s463042
(of ben ik hier mis)
anders zou het de korste route pakken van mijn pc, naar die van m'n buurman = 30m of zo... dat klopt niet
enkel in Lan zit er in principe niks tussen... hoewel de router?

[Olaf van der Spek]

Server ertussen? Peer-2-peer heeft er per definitie niks tussenzitten.

Daarom staat er ook 'tegenover'.

[Olaf van der Spek]

je gaat nog altijd via je ISP-servers hé s463042

Servers? Nee. Hooguit routers. Maar waarschijnlijk is de afstand naar je buurman zoiezo heel kort.

[fevenhuis]

Straks kan er vanaf de golfbaan even tussendoor een operatie uitgevoerd worden zodat de handicap van de chirugen verberterd kan worden.

[KoalaBear84]

Nu de remote glove control met unlagged technologie

Gewoon netzoals bij Quake 3, werkt prima