Frå kyrkjeruin til tidsmaskin

Det er berre ruinar igjen av Margaretakirken i Maridalen nord for Oslo, men no går forskarar nye vegar for å vise korleis kyrkja såg ut då ho var ny omkring år 1250. Stort nærmare ein tidsmaskin er det neppe mogleg å kome.

I DAG: Ruinar av Margaretakirken i Maridalen i Oslo. Foto: Bjørn Rørslett/NN/Samfoto

Forskarar ved Arkitekthøgskolen (AHO) har alt laga ein fysisk modell av Margaretakirken slik ho såg ut då ho var ny. Det er gjort ved hjelp av ein slags tredimensjonal printer (sintringsmaskin) som kan lage detaljerte fysiske gjenstandar med utgangspunkt i datamodellar. Forskarar ved Institutt for energiteknikk (IFE) går no vidare med eit prosjekt der synsinntrykket av dagens kyrkjeruin skal blandast med synsinntrykket av ein datamodell som viser korleis kyrkja såg ut for 750 år sidan. Resultatet kan visast på ein dataskjerm eller projiserast på spesialbriller.

«Det går til og med an å plassere ein virtuell kyrkjelyd inne i kyrkja.»

– Dersom vi bruker denne teknikken fullt ut, kan det bli mogleg å gå rundt inne i den fysiske kyrkjeruinen med briller som viser korleis akkurat den delen av kyrkja du ser på no, såg ut i 1250. I prinsippet går det også an å plassere ein virtuell kyrkjelyd inne i kyrkja. Moglegheitene er i alle fall store. Under Forskingsdagane skal vi vise fram teknikken under eit arrangement ved kyrkjeruinen, fortel avdelingssjef Terje Johnsen ved IFE Haldens virtual reality (VR)-senter.

Metafor for moglegheitene

IFE er kome svært langt i forskinga på ein teknologi som blir kalla utvida verkelegheit eller augmented reality (AR), og kan vise til resultat på høgt nivå internasjonalt. Margaretakirken er i denne samanhengen først og fremst ein metafor som skal vise moglegheitene. AHO representerer brukarsida, og ønskjer å bruke teknologien til å visualisere for eksempel komande bygg i bybiletet, og bygningar av kulturminneverdi som ikkje lenger eksisterer. Målet er å utvikle eit verktøy som kan gi betre avgjerdsgrunnlag for nye bygg enn det tradisjonelle modellar og teikningar kan.

«Briller visualiserte strålinga mens vedlikehaldspersonell gjekk gjennom kjernekraftanlegget.»

Teknologien bak AR-modellen av Margaretakirken kjem opphavleg frå Sikkerhet Menneske-Teknologi-Organisasjon-sektoren ved IFE i Halden, som mellom anna har arbeidd med å utforme kontrollrom i kjernekraftanlegg for å auke sikkerheita.

– For tre år sidan begynte vi å utvikle eit verktøy som skulle hjelpe vedlikehaldspersonell i kjernekraftanlegg til å unngå soner med mykje stråling. Det gjorde vi ved å gi personellet briller som visualiserte strålinga mens dei gjekk omkring i anlegget, fortel Johnsen.

Denne teknologien er no i ferd med å bli vidareutvikla slik at han kan brukast på ei lang rekkje andre område.

EVENTYRBRILLER: Terje Johnsen (f.v.), Michael N. Louka og Stein Helgar ved IFE Halden har briller som virtuelt kan vise korleis Margaretakirken såg ut då ho var ny omkring 1250. Foto: Bjarne Røsjø

– Det kan for eksempel bli mogleg å bekrefte at den bolten ein vedlikehaldsteknikar skrur på ute på ein oljeplattform, faktisk er den riktige bolten. AR-systemet kan finne fram til den riktige bolten og vise på brillene kvar han er.

Utfordring i posisjoneringa

Fleire forskingsmiljø har arbeidd med å utvikle AR-system, og det har vist seg at den største utfordringa ligg i posisjoneringssystemet. Dersom AR-systemet skal projisere eit bilete av Margaretakirken, må systemet nemleg vite nøyaktig kvar betraktaren er, og kva retning han/ho ser i.

– Det har vore gjort forsøk med mellom anna GPS-posisjonering og radiobølgjer, men her ved IFE har vi valt å satse på visuelle markørar, i alle fall utandørs. Vi kan anten feste markørar ute i det området som skal visualiserast, eller på hjelmen til den personen som går rundt i området. Dersom eit kamera ser minst tre markørar samtidig, er dette tilstrekkeleg til å finne ein nøyaktig posisjon, forklarer Johnsen.

Posisjoneringssystemet er utvikla i samarbeid med Universitetet i Kyoto i Japan, og det har mellom anna vore lagt ned eit stort arbeid i utforminga av dei visuelle markørane. Det viser seg at det er lettare for datamaskinane å kjenne igjen runde markørar enn firkanta. IFE har derfor utvikla ein type runde markørar som varierer etter eit prinsipp liknande det som skil pin-kodar frå kvarandre. Dermed kan algoritmane i systemet identifisere kvar einaste markør.

DEN GONG DÅ: Margaretakirken såg omtrent slik ut omkring år 1250. Under Forskingsdagane blir det mogleg å oppleve fortida ved hjelp av ny AR-teknologi. Copyright: Maridalen Rotary Klubb

Tidlegare i år presenterte AHO og IFE Halden AR-moglegheitene for lokale medier i Østfold ved å byggje to virtuelle etasjar på kontorbygningen i Os allé 7. Systemingeniør Stein Helgar festa markørar rundt omkring på bygningen, mens vikarierande avdelingssjef Michael N. Louka rusla rundt med eit kamera på hovudet og kikka på bygningen frå ulike retningar. Den utvida verkelegheita – bileta av det faktiske kontorbygget og det virtuelle nybygget – kom klart og greitt fram på ein tv-skjerm. – Vi fekk vist fram teknikken på ein veldig god måte. Men arkitektane syntest at eg hadde laga to skikkeleg stygge etasjar, smiler Helgar.

Prosjektet «Augmented reality og Margaretakirken» Utvida verkelegheit, eller augmented reality-teknologi (AR), er kanskje best kjend frå det militære, der for eksempel flygingsinformasjon kan projiserast direkte på brillene til jagarflypiloten. Ei AR-brille har transparent glas, slik at brukaren kan sjå dei faktiske omgivnadene han er i. I tillegg blir eit datagenerert grafisk inntrykk projisert på brilla. Det blir då mogleg å studere for eksempel ei byggjeklar tomt gjennom brilla, samtidig som det blir projisert ein 3D-modell av bygget slik det skal reisast på tomta. Rekonstruksjonen av Margaretakirken har vore eit bestillingsverk frå Maridalen Rotary Klubb, mens Riksantikvaren har stått for kvalitetssikring av rekonstruksjonen. Divisjonane i Forskingsrådet har i år gitt økonomisk støtte til seks særskilt kreative prosjekt som skal visast fram under Forskingsdagane, og energiteknikarane i Halden og arkitektane i Oslo stakk av med den eine av løyvingane.