Průmysl 4.0 Metaverse Odblokován: Jak AR/VR, AI a 3D Technologie Pohánějí Další Průmyslovou Revoluci

Immerzní smíšená realita a rozšířená realita, které zahrnují virtuální realitu (VR) a augmentovanou realitu (AR), pokračují ve svém trendu jako klíčové faktory inovací a expanze podniků. Transformací toho, jak firmy fungují, interagují se svými zákazníky a dosahují svých cílů, tato technologická řešení mají významný dopad na řadu odvětví.

I když je tato technologie stále v počátcích, odhaduje se, že AR a VR budou mít do roku 2027 více než 100 milionů uživatelů po celém světě¹. Vzhledem k tomuto trendu je zřejmé, že organizace, které využijí služby vývoje aplikací AR/VR pro vytvoření imerzivních zážitků pro své uživatele, budou úspěšné dnes i v blízké budoucnosti.

Co je AR/VR

Cílem augmentované reality (AR) a virtuální reality (VR) je zlepšit uživatelské vnímání a interakci s digitálním světem. Hlavní rozdíly mezi AR a VR spočívají v použitém zařízení a povaze zážitku: AR se odehrává v reálném prostředí, zatímco VR je zcela virtuální.

AR a VR jsou obě zahrnuty do kategorie imerzivní technologie známé jako XR, nebo Rozšířená Realita. Existuje také smíšená realita (MR), která je v podstatě kombinací augmentované reality (AR) a virtuální reality (VR). Kombinuje fyzický a digitální svět, aby vytvořila prostor, kde spolu komunikují v reálném čase.

Augmentovaná realita, nebo AR, zlepšuje, jak uživatel vnímá a interaguje se svým okolím, překrýváním digitálních dat, jako jsou obrázky, videa a 3D modely, na fyzické prostředí. Digitální obsah je obvykle zobrazen v reálném čase pomocí smartphonu, tabletu nebo specializovaných AR brýlí.

Použivatelé technologie AR mohou zhlédnout a interagovat s virtuálními objekty, zatímco jsou si vědomi svého bezprostředního okolí. Mnoho aplikací AR lze nalézt v různých odvětvích, jako je výroba, stavebnictví, maloobchod, zdravotnictví a další.

Virtuální realita může zcela ponořit uživatele do simulovaného digitálního prostředí, které nemusí vůbec připomínat skutečný svět. Virtuální svět, do kterého uživatelé vstupují při nošení VR headsetu, může být interaktivní a reagovat na jejich pohyby.

Cílem technologie je dát uživatelům pocit přítomnosti a imerze, aby se cítili, jako by byli skutečně “uvnitř” virtuálního prostředí. Obě AR a VR mají své specifické vlastnosti, které nabízejí zajímavé obchodní příležitosti.

Ještě zajímavější je, že tyto imerzivní technologie smíšené reality se kombinují s 3D umělou inteligencí (AI), strojovým učením (ML), cloudovými službami a Internetem věcí (IoT), aby poháněly vše od školení, návrhu, inženýrství, výroby, robotiky a automatizace pro podniky napříč odvětvími, zejména v rostoucím e-commerce prostředí. V důsledku toho jsou podniky ve výrobním, zdravotnickém, technologickém, stavebním, energetickém, automobilovém, leteckém a finančním sektoru (abychom jmenovali alespoň einige) více konkurenceschopné a lépe připravené na budoucí růst.

Konečným cílem těchto technologií je pomoci firmám učinit informovanější rozhodnutí a virtuálně doplňovat lidský kapitál, aby lépe sloužily zákazníkům. Tímto způsobem mohou organizace vytvořit robustnější a personalizovanější zážitek pro zákazníky, ať už se jedná o konečného spotřebitele nebo partnera v dodavatelském řetězci. Ve všech případech se chytré, vzdělané a úspěšné organizace přesouvají své pracovní zatížení do cloudových prostředí, aby spustily a spravovaly nové nástroje pro škálovatelné operace.

Kde Immerzní Smíšená Realita Nadále Přetvořuje Podniky

Vyzvem je, že tyto technologie vyžadují velké množství dat, schopnost zpracovávat obrovské množství dat při bezchybných rychlostech a schopnost škálovat projekty v počítačovém prostředí, které tradiční kancelářská prostředí často neumožňují.

Podniky, které chtějí využít “Průmysl 4.0” prostřednictvím metaverza, vyžadují přesné a trvalé spojení skutečného a virtuálního světa. To znamená vykreslovat komplexní modely a scény v fotorealistickém detailu, vykreslené na správném fyzickém místě (vzhledem k oběma skutečnému a virtuálnímu světu) se správným měřítkem a přesnou polohou. Představte si přesnost a přesnou povahu, které jsou vyžadovány při využití AR/VR pro návrh, konstrukci nebo opravu součástí leteckého motoru nebo pokročilého chirurgického zařízení používaného v lékařských aplikacích.

To je dnes dosaženo pomocí diskrétních GPU z jednoho nebo více serverů a dodávání vykreslených snímků bezdrátově nebo na dálku na head mounted displeje (HMD) jako Microsoft HoloLens a Oculus Quest.

Důležitost 3D & AI v Immerzní Smíšené Realitě

Jednou z klíčových požadavků pro aplikace smíšené reality je přesně překrýt na objekt jeho model nebo digitální dvojče. To pomáhá poskytovat pracovní instrukce pro sestavení a školení a odhalit chyby nebo závady ve výrobě. Uživatel může také sledovat objekt(y) a upravit vykreslování, jak práce postupuje.

Většina systémů pro sledování objektů na zařízení používá 2D obrázky a/nebo založené na značkách sledování. To vážně omezuje přesnost překrytí ve 3D, protože 2D sledování nemůže odhadnout hloubku s vysokou přesností, a v důsledku toho měřítko a polohu. To znamená, že i když uživatelé mohou získat to, co vypadá jako dobrá shoda, když se dívají z jednoho úhlu a/nebo pozice, překrytí ztrácí zarovnání, když se uživatel pohybuje v 6DOF. Kromě toho je detekce objektu, identifikace a jeho měřítko a orientace – nazývaná registrace objektu – získána většinou komputačně nebo pomocí jednoduchých počítačových metod s standardními tréninkovými knihovnami (například Google MediaPipe, VisionLib). To funguje dobře pro pravidelné a/nebo menší a jednodušší objekty, jako jsou ruce, tváře, šálky, stoly, židle, kola, pravidelné geometrické struktury atd. Nicméně pro velké, komplexní objekty v podnikových případech nejsou označená tréninková data (zejména ve 3D) snadno dostupná. To činí obtížným, ne-li nemožným, použití 2D obrazového sledování pro zarovnání, překrytí a trvalé sledování objektu a spojení vykresleného modelu s ním ve 3D.

Podnikoví uživatelé překonávají tyto výzvy využíváním 3D prostředí a AI technologií ve svých projektech návrh/build smíšené reality.

Hloubkové učení založené na 3D AI umožňuje uživatelům identifikovat 3D objekty libovolné velikosti a tvaru v různých orientacích s vysokou přesností ve 3D prostoru. Tento přístup je škálovatelný pro libovolný tvar a je vhodný pro použití v podnikových případech, které vyžadují vykreslování překrytí komplexních 3D modelů a digitálních dvojčat se svými reálnými protějšky.

To lze také škálovat na registraci s částečně dokončenými strukturami s kompletními 3D modely, což umožňuje pokračující konstrukci a sestavení. Uživatelé dosahují přesnosti v milimetrech v registraci objektu a vykreslování touto platformovou cestou, překonávající omezení současné přístrojové cesty. Tento přístup k sledování 3D objektů umožní uživatelům skutečně spojit skutečný a virtuální svět v podnikových aplikacích, otevírajících mnoho využití, včetně školení s přesnými kontextovými pracovními instrukcemi, detekce chyb a chyb ve stavebnictví a sestavení a 3D návrh a inženýrství s životním 3D vykreslováním a překrytím.

Proč Práce v Cloudovém Prostředí je Zásadní

Podniky a výrobci by měli být opatrní, jak navrhují a nasazují tyto technologie, protože existuje velký rozdíl v platformě, na které jsou postaveny a optimalizovány pro použití.

I když technologie jako AR/VR existují již několik let, mnoho výrobců nasadilo virtuální řešení na zařízeních, kde jsou všechny technologické údaje uloženy místně, což vážně omezuje výkon a škálovatelnost potřebné pro dnešní virtuální návrhy. To omezuje schopnost sdílet znalosti mezi organizacemi, které mohou být kritické při návrhu nových produktů a pochopení nejlepšího způsobu virtuálních buildoutů.

Podniky a výrobci dnes překonávají tato omezení využíváním cloudových (nebo vzdáleně serverových) platforem AR/VR poháněných distribuovanou cloudovou architekturou a 3D vizí založenou na AI. Tyto cloudové platformy poskytují požadovaný výkon a škálovatelnost pro pohánění inovací v odvětví rychlostí a měřítkem.