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

Immersiv blandet virkelighed og udvidet virkelighedsteknologi, der består af virtuel virkelighed (VR) og forstærket virkelighed (AR), fortsætter med at være nøglefaktorer i forretningsinnovation og udvikling. Ved at transformere, hvordan virksomheder drives, interagerer med deres kunder og opnår deres mål, har denne teknologiløsning haft en betydelig indvirkning på tværs af mange brancher.

Endnu 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 tydeligt, at organisationer, der adopterer AR/VR-appudviklingstjenester for at skabe immersive oplevelser for deres brugere, vil være succesfulde 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 vigtigste forskelle mellem AR og VR er de enheder, der bruges, og naturen af oplevelsen: AR finder sted i en virkelig verden, mens VR er helt virtuel.

AR og VR er begge en del af den immersive teknologi, der kaldes 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 overlagre digitale data som billeder, videoer og 3D-modeller på den fysiske omgivelse, forbedrer forstærket virkelighed, eller AR, brugerens perception og interaktion med deres omgivelse. Den digitale indhold vises typisk i realtid ved hjælp af en smartphone, tablet eller specialiserede AR-briller.

Brugere af AR-teknologi kan se og interagere med virtuelle objekter, mens de stadig er bevidste om deres omgivelse. Der findes mange AR-applikationer i en række brancher, herunder produktion, byggeindustri, detailhandel, sundhedsvesen og mere.

Virtual Reality kan fuldstændigt underdykke en bruger i en digital miljø, der er simuleret og måske ikke ligner den virkelige verden. Den virtuelle verden, som brugere indtræder, når de bærer en VR-hovedsætning, kan være interaktiv og reagerer på deres bevægelser.

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

Det er endnu mere interessant, at disse immersive blandede virkelighedsteknologier kombineres 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 brancher, især i den voksende e-handelsmiljø. Som resultat heraf er virksomheder i produktion, sundhedsvesen, teknologi, byggeindustri, energi, bilindustri, luftfart og finansielle tjenester (for at nævne nogle få) mere konkurrencedygtige og godt positionerede for fremtidig vækst.

Til sidst bruges disse teknologier til at hjælpe virksomheder med at træffe mere intelligente beslutninger og til at supplementere menneskelig kapital virtuelt for bedre at betjene kunderne. Ved at gøre dette kan organisationer skabe en mere robust og personlig oplevelse for kunder, enten det er en slutbruger eller en samarbejdspartner langs forsyningskæden. I alle tilfælde flytter dygtige, intelligente og succesfulde organisationer deres arbejdslastinfrastruktur 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 enorme mængder data med ufejlbarlig hastighed, og evnen til at skalerer projekter i en 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 at rendre komplekse modeller og scener i fotorealistisk detalje, rendret på det korrekte fysiske sted (i forhold til både den virkelige og virtuelle verden) med den korrekte skala og præcis pose. Tænk på nøjagtigheden og den præcise natur, der kræves for at udnytte AR/VR til at designe, bygge eller reparere komponenter i 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 rendrede rammer 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 vigtigste krav til blandet virkelighedsapplikationer er at præcist overlagre et objekts model eller den digitale tvilling. Dette hjælper med at give arbejdsvejledninger til samling og træning og til at fange fejl eller defekter i produktionen. Brugeren kan også spore objekterne og justere renderingen, mens arbejdet skrider frem.

De fleste på-enhed-objektsporingssystemer bruger 2D-billede- og/eller mærkebaseret sporing. Dette begrænser alvorligt overlagringsnøjagtigheden i 3D, fordi 2D-sporing ikke kan estimere 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 overlagringen alignment, når brugeren flytter sig rundt i 6DOF. Desuden 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, regulære geometriske strukturer osv. Men for store, komplekse objekter i virksomhedsbrug er labeled træningsdata (især i 3D) ikke let tilgængelige. Dette gør det svært, hvis ikke umuligt, at bruge 2D-billedebaseret sporing til at justere, overlagre og vedvarende spore objektet og fusionere det rendrede model med det i 3D.

Virksomhedsbrugere overvinder disse udfordringer ved at udnytte 3D-miljøer og AI-teknologi i deres immersive blandede virkelighedsdesign-/byggeprojekter.

Deep learning-baseret 3D-AI tillader brugere 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 er egnet til brug i virksomhedsbrug, 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 i den nuværende enhedstilgang. Denne tilgang til 3D-objektsporing vil tillade brugere at virkelig fusionere den virkelige og virtuelle verden i virksomhedsapplikationer, åbner mange muligheder, herunder, men ikke begrænset til: træning med præcise kontekstuelle arbejdsvejledninger, fejl- og fejldetektering i konstruktion og samling, og 3D-design og ingeniørarbejde med livsstørrelse 3D-rendering og overlagring.

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.

Selv om 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 begrænser alvorligt ydelsen og skalaen, der er nødvendig i dag.

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