Industry 4.0 Metaverse е отключена: как AR/VR, AI и 3D технологиите захранват следващата индустриална революция

Поглъщащата смесена реалност и технологиите за разширена реалност, които се състоят от виртуална реалност (VR) и разширена реалност (AR), продължават да бъдат ключови движещи фактори в бизнес иновациите и разширяването. Трансформирайки начина, по който компаниите работят, взаимодействат с клиентите си и постигат целите си, този набор от технологични решения оказва значително влияние в множество индустрии.

Въпреки че все още е в начален стадий, се очаква както AR, така и VR да надминат 100 милиона потребители по света до 2027 г.¹. При реализирането на тази тенденция е ясно, че организациите, които приемат услуги за разработка на AR/VR приложения, за да създадат завладяващи изживявания за своите потребители, ще превъзхождат днес и в близко бъдеще.

Какво е AR/VR

С цел подобряване на възприятието и взаимодействието на потребителя с дигиталния свят, добавената реалност (AR) и виртуалната реалност (VR) са две отделни, но свързани технологии. Основните разлики между AR и VR са използваните устройства и естеството на изживяването: AR се осъществява в реална среда, докато VR е изцяло виртуална.

AR и VR са включени в категорията на потапящата технология, известна като XR или разширена реалност. Има и смесена реалност (MR), която по същество е комбинация от разширена реалност (AR) и виртуална реалност (VR). Той съчетава физическия и цифровия свят, за да изгради пространство, където те живеят един до друг и комуникират в реално време.

Чрез наслагване на цифрови данни като изображения, видеоклипове и 3D модели върху физическата среда, добавената реалност или AR подобрява начина, по който потребителят възприема и взаимодейства със заобикалящата го среда. Цифровото съдържание обикновено се показва в реално време с помощта на смартфон, таблет или специализирани AR очила.

Докато все още са наясно с непосредственото си обкръжение, потребителите на AR технологията могат да разглеждат и взаимодействат с виртуални обекти. Многобройни AR приложения могат да бъдат намерени в редица сектори, включително производство, строителство, търговия на дребно, здравеопазване и др.

Виртуалната реалност може напълно да потопи потребителя в цифрова среда, която е симулирана и може изобщо да не прилича на реалния свят. Виртуалният свят, в който влизат потребителите, когато носят VR слушалки, може да бъде интерактивен и да реагира на техните движения.

Технологията има за цел да даде на потребителите усещане за присъствие и потапяне, като ги кара да се чувстват така, сякаш всъщност са „вътре“ във виртуална среда. И AR, и VR имат отличителни качества, които предоставят интригуващи бизнес възможности.

Още по-интересното е, че тези завладяващи технологии за смесена реалност се комбинират с 3D изкуствен интелект (AI), машинно обучение (ML), облачни услуги и Интернет на нещата (IoT), за да захранват всичко - от обучение, проектиране, инженеринг, производство, роботика и автоматизация за бизнеса в различни индустрии, особено в разрастващата се среда за електронна търговия. В резултат на това предприятията в областта на производството, здравеопазването, технологиите, строителството, енергетиката, автомобилостроенето, космическите и финансовите услуги (да назовем само няколко) са по-конкурентоспособни и в добра позиция за бъдещ растеж.

В крайна сметка, тези технологии се използват, за да помогнат на компаниите да вземат по-интелигентни решения и на практика да допълнят човешкия капитал, за да обслужват по-добре клиентите. По този начин организациите могат да създадат по-стабилно и персонализирано изживяване за клиентите, независимо дали това е краен потребител или партньор по веригата на доставки. Във всеки случай интелигентни, проницателни и успешни организации преместват своите инфраструктури за работно натоварване в облачни среди, за да стартират и управляват нови инструменти за мащабируеми операции.

Където потапящата смесена реалност продължава да предизвиква предприятията

Предизвикателството е, че тези технологии изискват големи дози данни, способност за обработка на огромни количества данни с безупречна скорост и способност за мащабиране на проекти в компютърна среда, което често не позволява в традиционните офис среди.

Предприятията, които искат да използват „Индустрия 4.0“ чрез метавселената, изискват прецизно и постоянно сливане на реалния и виртуалния свят. Това означава изобразяване на сложни модели и сцени с фотореалистични детайли, изобразени на правилното физическо местоположение (по отношение както на реалния, така и на виртуалния свят) с правилния мащаб и точна поза. Помислете за точността и прецизността, необходими при използването на AR/VR за проектиране, изграждане или ремонт на компоненти на двигател на авиокомпания или усъвършенствано хирургическо устройство, използвано в медицински приложения.

Това се постига днес чрез използване на дискретни графични процесори от един или повече сървъри и доставяне на изобразените кадри безжично или дистанционно до дисплеите, монтирани на главата (HMD), като Microsoft HoloLens и Oculus Quest.

Значението на 3D & AI в потапящата смесена реалност

Едно от ключовите изисквания за приложенията за смесена реалност е прецизното наслагване върху обект върху неговия модел или цифров близнак. Това помага при предоставянето на работни инструкции за сглобяване и обучение и за улавяне на всякакви грешки или дефекти в производството. Потребителят може също така да проследява обекта(ите) и да коригира изобразяването, докато работата напредва.

Повечето системи за проследяване на обекти в устройството използват 2D изображение и/или базирано на маркер проследяване. Това силно ограничава точността на наслагването в 3D, тъй като 2D проследяването не може да оцени дълбочината с висока точност и следователно мащаба и позата. Това означава, че въпреки че потребителите могат да получат нещо, което изглежда като добро съвпадение, когато гледат от един ъгъл и/или позиция, наслагването губи подравняване, докато потребителят се движи в 6DOF. Също така, откриването на обекта, идентификацията и оценката на неговия мащаб и ориентация — наречена регистрация на обект — се постига в повечето случаи изчислително или чрез използване на прости методи за компютърно зрение със стандартни библиотеки за обучение (примери: Google MediaPipe, VisionLib). Това работи добре за обикновени и/или по-малки и по-прости обекти като ръце, лица, чаши, маси, столове, колела, структури с правилна геометрия и т.н. Въпреки това, за големи, сложни обекти в корпоративни случаи на използване, етикетирани данни за обучение (още в 3D) не е лесно достъпен. Това прави трудно, ако не и невъзможно, използването на базирано на 2D изображение проследяване за подравняване, наслагване и постоянно проследяване на обекта и сливане на изобразения модел с него в 3D.

Потребителите на корпоративно ниво преодоляват тези предизвикателства, като използват 3D среди и AI технология в своите завладяващи проекти за проектиране/изграждане на смесена реалност.

3D AI, базиран на дълбоко обучение, позволява на потребителите да идентифицират 3D обекти с произволна форма и размер в различни ориентации с висока точност в 3D пространството. Този подход може да се мащабира с произволна форма и може да се използва в корпоративни случаи, изискващи наслагване на рендиране на сложни 3D модели и цифрови близнаци с техните двойници от реалния свят.

Това също може да бъде мащабирано, за да се регистрира с частично завършени структури с пълните 3D модели, което позволява текущо строителство и сглобяване. Потребителите постигат точност в милиметри при регистрацията и изобразяването на обекти с този платформен подход, преодолявайки ограничението на текущия подход само за устройства. Този подход към проследяването на 3D обекти ще позволи на потребителите наистина да слеят реалния и виртуалния свят в корпоративните приложения, отваряйки много приложения, включително, но не само: обучение с точни контекстуални работни инструкции, откриване на дефекти и грешки в конструкцията и монтажа, и 3D дизайн и инженерство с 3D изобразяване и наслагване в реален размер.

Защо работата в облачна среда е от решаващо значение

Предприятията и производителите трябва да бъдат внимателни в начина, по който проектират и внедряват тези технологии, защото има голяма разлика в платформата, върху която са изградени и максимално оптимизирана за използване.

Въпреки че технологии като AR/VR се използват от няколко години, много производители са разположили виртуални решения на устройствата, където всички технологични данни се съхраняват локално, което силно ограничава производителността и мащаба, необходими на днешните виртуални проекти. Това ограничава способността за провеждане на споделяне на знания между организации, което може да бъде критично при проектирането на нови продукти и разбирането на най-добрия начин за виртуално изграждане.

Производителите днес преодоляват тези ограничения, като използват базирани на облак (или базирани на отдалечен сървър) AR/VR платформи, захранвани от разпределена облачна архитектура и AI, базиран на 3D визия. Тези облачни платформи осигуряват желаната производителност и мащабируемост, за да стимулират иновациите в индустрията със скорост и мащаб.