Industri 4.0 Metaverse Låst Op: Hvordan AR/VR, AI og 3D Teknologi Driver Den Næste Industrielle Revolution

Immersiv blandet virkelighed og udvidet virkelighedsteknologier, der består af virtuel virkelighed (VR) og forstærket virkelighed (AR), fortsætter med at være nøgle drivkræfter i forretningsinnovation og udvidelse. Ved at transformere, hvordan virksomheder drives, interagerer med deres kunder og opnår deres mål, har denne teknologiløsningssæt haft en betydelig indvirkning på tværs af flere industrier.

Mens det stadig er i sin barndom, estimeres det, at både AR og VR vil overgå 100 millioner brugere på verdensplan inden 2027¹. I erkendelse af denne trend, er det klart, at organisationer, der adopterer AR/VR app-udviklingstjenester til at skabe immersiv oplevelse for deres brugere, vil udmærke sig i dag og i den nærmeste fremtid.

Hvad er AR/VR

Med det formål at forbedre brugerens perception og interaktion med den digitale verden, er forstærket virkelighed (AR) og virtuel virkelighed (VR) to separate, men relaterede teknologier. De primære forskelle mellem AR og VR er de enheder, der bruges, og naturen af oplevelsen: AR finder sted i en reel verden, mens VR er helt virtuel.

AR og VR er begge inkluderet i kategorien af immersiv teknologi kendt som XR, eller Udvidet Virkelighed. Der er også blandet virkelighed (MR), som i virkeligheden er en kombination af forstærket virkelighed (AR) og virtuel virkelighed (VR). Det kombinerer den fysiske og digitale verden for at opbygge et rum, hvor de lever side om side og kommunikerer i realtid.

Ved at overlejere digitale data som billeder, videoer og 3D-modeller på den fysiske omgivelse, forbedrer forstærket virkelighed, eller AR, hvordan en bruger opfatter og interagerer med sin omgivelse. Den digitale indhold vises typisk i realtid ved hjælp af en smartphone, tablet eller specialiserede AR-briller.

Mens de stadig er bevidste om deres omgivelse, kan brugere af AR-teknologi se og interagere med virtuelle objekter. Mange AR-applikationer kan findes i en række sektorer, herunder fremstilling, bygge- og anlæg, detailhandel, sundhedsvesen og mere.

Virtuel virkelighed kan fuldstændigt undertrykke en bruger i en simuleret digital verden, der ikke nødvendigvis ligner den virkelige verden. Den virtuelle verden, som brugere indtræder, når de bærer en VR-hovedsætning, kan være interaktiv og responsiv over for deres bevægelser.

Teknologien sigter mod at give brugerne en fornemmelse af tilstedeværelse og immersion ved at gøre dem føle, som om de faktisk er “inde” i en virtuel verden. Begge AR og VR har karakteristiske egenskaber, der præsenterer interessante forretningsmuligheder.

Det, der er endnu mere interessant, er, at disse immersiv blandet virkelighedsteknologier kombinerer med 3D kunstig intelligens (AI), maskinlæring (ML), cloud-tjenester og Internet of Things (IoT) for at drive alt fra træning, design, ingeniørarbejde, produktion, robotteknologi og automation for virksomheder på tværs af industrier, især i den voksende e-handelsmiljø. Som resultat heraf er virksomheder i fremstilling, sundhedsvesen, teknologi, bygge- og anlæg, energi, bilindustri, luftfart og finansielle tjenester (for at nævne nogle få) mere konkurrencedygtige og godt positioneret for fremtidig vækst.

Ultimo, anvendes disse teknologier til at hjælpe virksomheder med at træffe mere intelligente beslutninger og til at supplementere menneskelig kapital virtuelt for bedre at betjene kunden. Ved at gøre dette kan organisationer skabe en mere robust og personlig oplevelse for kunder, enten det er en slutbruger eller en partner langs forsyningskæden. I hvert tilfælde flytter intelligente, sofistikerede og succesfulde organisationer deres arbejdsbelastningsinfrastruktur til cloud-miljøer for at lancere og styre nye værktøjer til skalerbar drift.

Hvor Immersiv Blandet Virkelighed Fortsætter Med At Udfordre Virksomheder

Udfordringen er, at disse teknologier kræver store mængder data, evnen til at behandle store mængder data med uhæmmet hastighed og evnen til at skalerer projekter i et computermiljø, der ikke altid tillader traditionelle kontormiljøer.

Virksomheder, der søger at udnytte “Industri 4.0” gennem metaverset, kræver en præcis og vedvarende fusion af den virkelige og virtuelle verden. Dette indebærer rendering af komplekse modeller og scener i fotorealistisk detalje, renderet på det korrekte fysiske sted (i forhold til både den virkelige og virtuelle verden) med den korrekte skala og præcis pose. Tænk på den nøjagtighed og præcision, der kræves for at udnytte AR/VR til at designe, bygge eller reparere komponenter af en flymotor eller en avanceret kirurgisk enhed, der bruges i medicinske anvendelser.

Dette opnås i dag ved at bruge separate GPU’er fra en eller flere servere og leverer de renderede billeder trådløst eller fjernstyrede til head-mounted displays (HMD’er) som Microsoft HoloLens og Oculus Quest.

Den Vigtige Rolle For 3D & AI I Immersiv Blandet Virkelighed

En af de nøglekræver for blandet virkelighedsapplikationer er at nøjagtigt overlejere et objekts model eller den digitale tvilling. Dette hjælper med at give arbejdsinstruktioner til samling og træning og til at fange fejl eller defekter i fremstilling. Brugeren kan også spore objektet og justere renderingen, mens arbejdet skrider frem.

De fleste på-enhed-objektsporsystemer bruger 2D-billede- og/eller mærkebaseret sporing. Dette begrænser alvorligt overlejningsnøjagtigheden i 3D, fordi 2D-sporing ikke kan estimerere dybden med høj nøjagtighed, og følgelig skalaen og posen. Dette betyder, at selvom brugere kan få, hvad der ligner en god match, når de ser fra én vinkel og/eller position, mister overlejningen alignment, når brugeren bevæger sig rundt i 6DOF. Ligeledes opnås objektregistrering, identifikation og skala- og orientationsEstimering – kaldet objektregistrering – i de fleste tilfælde komputermæssigt eller ved hjælp af simple computer vision-metoder med standardtræningsbiblioteker (eksempler: Google MediaPipe, VisionLib). Dette fungerer godt for regulære og/eller mindre og enklere objekter som hænder, ansigter, kopper, borde, stole, hjul, regulær geometrisk struktur osv. Men for store, komplekse objekter i virksomhedsanvendelser er mærket træningsdata (især i 3D) ikke let tilgængelige. Dette gør det svært, hvis ikke umuligt, at bruge 2D-billedebaseret sporing til at justere, overlejere og vedvarende spore objektet og fusione rendreringsmodellen med det i 3D.

Virksomhedsbrugere overvinder disse udfordringer ved at integrere 3D-miljøer og AI-teknologi i deres immersiv blandet virkelighedsdesign/byggeprojekter.

Dybe læringsbaseret 3D AI giver brugerne mulighed for at identificere 3D-objekter af vilkårlig form og størrelse i forskellige orienteringer med høj nøjagtighed i 3D-rummet. Denne tilgang er skalerbar med enhver vilkårlig form og kan anvendes i virksomhedsanvendelser, der kræver rendering af komplekse 3D-modeller og digitale tvillinger med deres virkelige modstykker.

Dette kan også skaleres til at registrere med delvist færdige strukturer med de komplette 3D-modeller, hvilket tillader fortsat konstruktion og samling. Brugere opnår nøjagtighed i millimeter i objektregistrering og rendering med denne platformtilgang, der overvinder begrænsningerne af den nuværende enhedstilgang. Denne tilgang til 3D-objektsporing vil tillade brugere at virkelig fusione den virkelige og virtuelle verden i virksomhedsanvendelser, åbner mange anvendelser, herunder, men ikke begrænset til: træning med præcise kontekstuelle arbejdsinstruktioner, fejl- og fejldetektion i konstruktion og samling og 3D-design og ingeniørarbejde med livsstørrelse 3D-rendering og overlejering.

Hvorfor Arbejde I Et Cloud-miljø Er Afgørende

Virksomheder og producenter bør være forsigtige, når de designer og implementerer disse teknologier, fordi der er en stor forskel i den platform, de er bygget på og maksimeret for brug.

Selvom teknologier som AR/VR har været i brug i flere år, har mange producenter implementeret virtuelle løsninger på enhederne, hvor alle teknologidata er gemt lokalt, hvilket alvorligt begrænser ydelsen og skalaen, der kræves i dagens virtuelle designs. Det begrænser evnen til at dele viden mellem organisationer, der kan være kritisk, når nye produkter designs og forstås bedst måde at bygge virtuelt på.

Producenter i dag overvinder disse begrænsninger ved at udnytte cloud-baserede (eller fjernserverbaserede) AR/VR-platforme, der drives af distribueret cloud-arkitektur og 3D-visionbaseret AI. Disse cloud-platforme giver den ønskede ydelse og skalerbarhed til at drive innovation i industrien med hastighed og skala.