Βιομηχανία 4.0 Metaverse Ανάπτυξη: Πώς τα AR/VR, AI και 3D Τεχνολογία Ενδυναμώνουν τη Νέα Βιομηχανική Επανάσταση

Η εικονική και επαυξημένη πραγματικότητα, καθώς και οι τεχνολογίες επέκτασης της πραγματικότητας, που αποτελούνται από εικονική πραγματικότητα (VR) και επαυξημένη πραγματικότητα (AR), συνεχίζουν να είναι βασικοί παράγοντες στην καινοτομία και την επέκταση των επιχειρήσεων. Μεταμορφώνοντας τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι εταιρείες, αλληλεπιδρούν με τους πελάτες τους και επιτύγχανον τους στόχους τους, αυτό το τεχνολογικό σύνολο έχει επηρεάσει σημαντικά πολλές βιομηχανίες.

Ενώ ακόμη βρίσκεται στην παιδική του ηλικία, εκτιμάται ότι και τα AR και τα VR θα ξεπεράσουν τους 100 εκατομμύρια χρήστες παγκοσμίως μέχρι το 2027¹. Κατανοώντας αυτήν την τάση, είναι σαφές ότι οι εταιρείες που υιοθετούν υπηρεσίες ανάπτυξης εφαρμογών AR/VR για να δημιουργήσουν εικονικές εμπειρίες για τους χρήστες τους θα ξεχωρίσουν σήμερα και στο άμεσο μέλλον.

Τι είναι τα AR/VR

Στόχος των AR και VR είναι να βελτιώσουν την αντίληψη και την αλληλεπίδραση του χρήστη με τον ψηφιακό κόσμο, είναι δύο διαφορετικές αλλά συναφείς τεχνολογίες. Οι κύριες διαφορές μεταξύ AR και VR είναι οι συσκευές που χρησιμοποιούνται και η φύση της εμπειρίας: η AR λαμβάνει χώρα σε ένα περιβάλλον του πραγματικού κόσμου, ενώ η VR είναι εντελώς εικονική.

Τα AR και VR ανήκουν στην κατηγορία της εικονικής τεχνολογίας που ονομάζεται XR, ή Επέκταση της Πραγματικότητας. Υπάρχει επίσης η μεικτή πραγματικότητα (MR), η οποία είναι ουσιαστικά μια συνδυασμός της επαυξημένης πραγματικότητας (AR) και της εικονικής πραγματικότητας (VR). Συνδυάζει τον φυσικό και τον ψηφιακό κόσμο για να δημιουργήσει ένα χώρο όπου συνυπάρχουν και επικοινωνούν σε πραγματικό χρόνο.

Με την υπέρθεση ψηφιακών δεδομένων όπως εικόνες, βίντεο και τρισδιάστατα μοντέλα στο φυσικό περιβάλλον, η επαυξημένη πραγματικότητα, ή AR, βελτιώνει τον τρόπο με τον οποίο ο χρήστης αντιλαμβάνεται και αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του. Το ψηφιακό περιεχόμενο συνήθως εμφανίζεται σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας ένα smartphone, tablet ή ειδικά γυαλιά AR.

Ενώ παραμένουν ενήμεροι για το άμεσο περιβάλλον τους, οι χρήστες της τεχνολογίας AR μπορούν να δουν και να αλληλεπιδράσουν με εικονικά αντικείμενα. Πολλές εφαρμογές AR μπορούν να βρεθούν σε eine σειρά από τομείς, όπως η κατασκευή, η υγεία, η λιανική πώληση και άλλα.

Η εικονική πραγματικότητα μπορεί να βυθίσει τον χρήστη σε ένα ψηφιακό περιβάλλον που είναι προσομοιωμένο και μπορεί να μην μοιάζει καθόλου με τον πραγματικό κόσμο. Ο εικονικός κόσμος που οι χρήστες εισέρχονται όταν φορούν ένα VR headset μπορεί να είναι αλληλεπιδραστικός και να ανταποκρίνεται στις κινήσεις τους.

Η τεχνολογία έχει ως στόχο να δώσει στους χρήστες μια αίσθηση παρουσίας και εμβάπτισης, κάνοντάς τους να νιώθουν ότι βρίσκονται πραγματικά “μέσα” σε ένα εικονικό περιβάλλον. Και τα AR και τα VR έχουν ιδιαίτερες ιδιότητες που προσφέρουν ενδιαφέρουσες επιχειρηματικές ευκαιρίες.

Αυτό που είναι ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι ότι αυτές οι εικονικές μεικτές πραγματικότητες συνδυάζονται με 3D τεχνητή νοημοσύνη (AI), μηχανική μάθηση (ML), cloud υπηρεσίες και το Internet των Πραγμάτων (IoT) για να ενδυναμώσουν όλα, από την εκπαίδευση, το σχεδιασμό, τη μηχανική, την παραγωγή, τη ρομποτική και την αυτοματοποίηση για τις επιχειρήσεις σε όλους τους τομείς, ιδιαίτερα στο αυξανόμενο περιβάλλον του e-commerce. Jako αποτέλεσμα, οι επιχειρήσεις στις βιομηχανίες κατασκευής, υγείας, τεχνολογίας, ενέργειας, αυτοκινητοβιομηχανίας, αεροδιαστημικής και χρηματοοικονομικών υπηρεσιών (για να αναφερθούμε σε quelques) είναι πιο ανταγωνιστικές και τοποθετημένες καλά για μελλοντική ανάπτυξη.

Τελικά, αυτές οι τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν τις εταιρείες να λάβουν πιο έξυπνες αποφάσεις και να補充ουν εικονικά τον ανθρώπινο κεφάλαιο για να εξυπηρετήσουν καλύτερα τους πελάτες. Κάνοντας αυτό, οι οργανισμοί μπορούν να δημιουργήσουν μια πιο ισχυρή και προσωποποιημένη εμπειρία για τους πελάτες, είτε πρόκειται για τελικού καταναλωτές είτε για συνεργάτες κατά μήκος της αλυσίδας εφοδιασμού. Σε κάθε περίπτωση, έξυπνες, συνετές και επιτυχημένες εταιρείες μεταφέρουν τις υποδομές εργασιών τους σε cloud περιβάλλοντα για να εκκινήσουν και να διαχειριστούν новые εργαλεία για κλιμακωτές επιχειρήσεις.

Πού η Εικονική Μεικτή Πραγματικότητα Συνεχίζει να Προκλήσει τις Επιχειρήσεις

Η πρόκληση είναι ότι αυτές οι τεχνολογίες απαιτούν μεγάλες ποσότητες δεδομένων, την ικανότητα να επεξεργαστούν τεράστιες ποσότητες δεδομένων με αψεγάδιαστες ταχύτητες και την ικανότητα να κλιμακώσουν projects σε ένα υπολογιστικό περιβάλλον που δεν επιτρέπει πάντα σε παραδοσιακά γραφεία.

Οι εταιρείες που επιδιώκουν να αξιοποιήσουν την “Βιομηχανία 4.0” μέσω του metaverse απαιτεί μια ακριβή και σταθερή σύντηξη του πραγματικού και εικονικού κόσμου. Αυτό σημαίνει την απόδοση σύνθετων μοντέλων και σκηνών σε φωτορεαλιστική λεπτομέρεια, απόδοση στη σωστή φυσική θέση (σε σχέση και με τον πραγματικό και τον εικονικό κόσμο) με τη σωστή κλίμακα και την ακριβή στάση. Σκεφτείτε την ακρίβεια και τη σαφή φύση που απαιτείται για την αξιοποίηση των AR/VR για το σχεδιασμό, την κατασκευή ή την επισκευή компонентів ενός αεροπορικού κινητήρα ή ενός προηγμένου χειρουργικού συσκευής που χρησιμοποιείται σε ιατρικές εφαρμογές.

Αυτό επιτυγχάνεται σήμερα με τη χρήση διακριτών GPU από einen ή περισσότερους servers και την παράδοση των απόδοσης καρέ ασύρματα ή απομακρυσμένα στα head mounted displays (HMDs) όπως το Microsoft HoloLens και το Oculus Quest.

Η Σημασία του 3D & AI στην Εικονική Μεικτή Πραγματικότητα

Μια από τις βασικές απαιτήσεις για τις εφαρμογές μεικτής πραγματικότητας είναι να υπερθέσουν ακριβώς πάνω σε ένα αντικείμενο το μοντέλο ή το ψηφιακό δίδυμο. Αυτό βοηθά στην παροχή οδηγιών εργασίας για συναρμολόγηση και εκπαίδευση, και να πιάσει οποιαδήποτε λάθη ή ελαττώματα στην παραγωγή. Ο χρήστης μπορεί επίσης να παρακολουθήσει το αντικείμενο(α) και να điều chỉnh την απόδοση καθώς η δουλειά προχωρά.

Οι περισσότερες συσκευές παρακολούθησης αντικειμένων χρησιμοποιούν 2D εικόνα και/ή βασισμένη σε σημάδια παρακολούθηση. Αυτό περιορίζει σοβαρά την ακρίβεια της υπέρθεσης σε 3D γιατί η 2D παρακολούθηση δεν μπορεί να εκτιμήσει το βάθος με υψηλή ακρίβεια, και συνεπώς την κλίμακα και τη στάση. Αυτό σημαίνει ότι mặc dù οι χρήστες μπορούν να πάρουν τι φαίνεται σαν μια καλή αντιστοιχία όταν κοιτάνε από μια γωνία και/ή θέση, η υπέρθεση χάνει την ευθυγράμμιση καθώς ο χρήστης κινείται γύρω σε 6DOF. Επίσης, η ανίχνευση αντικειμένων, ταυτοποίηση και η εκτίμηση της κλίμακας και της στάσης — που ονομάζεται καταχώρηση αντικειμένου — επιτυγχάνεται, στις περισσότερες περιπτώσεις, υπολογιστικά ή χρησιμοποιώντας απλές μεθόδους οπτικής με βιβλιοθήκες εκπαίδευσης (π.χ. Google MediaPipe, VisionLib). Αυτό λειτουργεί καλά για τακτά και/ή μικρότερα και απλούστερα αντικείμενα όπως χέρια, πρόσωπα, ποτήρια, τραπέζια, καρέκλες, τροχούς, κανονικές γεωμετρικές δομές, κ.λπ. Ωστόσο, για μεγάλα, σύνθετα αντικείμενα σε επιχειρηματικές περιπτώσεις, τα δεδομένα εκπαίδευσης (περισσότερο σε 3D) δεν είναι εύκολα διαθέσιμα. Αυτό καθιστά δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να χρησιμοποιηθεί η 2D εικόνα-βασισμένη παρακολούθηση για να ευθυγραμμίσει, υπερθέσει και παρακολουθήσει συνεχώς το αντικείμενο και να συνδυάσει την απόδοση με αυτό σε 3D.

Οι επιχειρηματίες υπερβαίνουν αυτές τις προκλήσεις αξιοποιώντας 3D περιβάλλοντα και τεχνολογία AI στις εικονικές μεικτές πραγματικότητες τους.

Η βαθιά μάθηση-βασισμένη 3D AI επιτρέπει στους χρήστες να αναγνωρίζουν 3D αντικείμενα αυθαίρετου σχήματος και μεγέθους σε διάφορες προσανατολισμούς με υψηλή ακρίβεια στο 3D χώρο. Αυτή η προσέγγιση είναι κλιμακωτή με οποιοδήποτε αυθαίρετο σχήμα και είναι κατάλληλη για χρήση σε επιχειρηματικές περιπτώσεις που απαιτούν απόδοση υπέρθεσης σύνθετων 3D μοντέλων και ψηφιακών διδύμων με τους πραγματικούς αντίστοιχους.

Αυτό μπορεί επίσης να κλιμακωθεί για να καταχωρήσει μερικά ολοκληρωμένα δομήματα με τα ολοκληρωμένα 3D μοντέλα, επιτρέποντας τη συνεχιζόμενη κατασκευή και συναρμολόγηση. Οι χρήστες επιτύγχανον ακρίβεια σε χιλιοστά στην καταχώρηση αντικειμένου και απόδοση με αυτήν την προσέγγιση της πλατφόρμας, υπερβαίνοντας το όριο της τρέχουσας συσκευής-μόνο προσέγγισης. Αυτή η προσέγγιση για την παρακολούθηση 3D αντικειμένων θα επιτρέψει στους χρήστες να συνδυάσουν πραγματικά τον πραγματικό και τον εικονικό κόσμο στις επιχειρηματικές εφαρμογές, ανοίγοντας πολλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένων αλλά όχι περιοριζόμενων σε: εκπαίδευση με ακριβείς οδηγίες εργασίας, ανίχνευση λαθών και σφαλμάτων στην κατασκευή και συναρμολόγηση, και 3D σχεδιασμό και μηχανική με μεγέθους 3D απόδοση και υπέρθεση.

Γιατί η Εργασία σε ένα Cloud Περιβάλλον είναι Κρίσιμη

Οι εταιρείες και οι κατασκευαστές πρέπει να είναι προσεκτικοί στο πώς σχεδιάζουν και αναπτύσσουν αυτές τις τεχνολογίες, γιατί υπάρχει μια μεγάλη διαφορά στην πλατφόρμα που είναι κατασκευασμένες και βελτιστοποιημένες για χρήση.

Ε，即使 οι τεχνολογίες όπως τα AR/VR έχουν χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια, πολλές εταιρείες έχουν αναπτύξει εικονικές λύσεις στις συσκευές, όπου όλα τα τεχνολογικά δεδομένα αποθηκεύονται τοπικά, περιορίζοντας σοβαρά την απόδοση και την κλίμακα που απαιτείται σήμερα. Περιορίζει την ικανότητα να μοιράζονται γνώσεις μεταξύ των οργανισμών που μπορεί να είναι κρίσιμη όταν σχεδιάζουν νέα προϊόντα και κατανοούν τον καλύτερο τρόπο για εικονικές κατασκευές.

Οι κατασκευαστές σήμερα υπερβαίνουν αυτές τις περιορισμούς αξιοποιώντας cloud-βασισμένες (ή απομακρυσμένες server-βασισμένες) AR/VR πλατφόρμες που τροφοδοτούνται από κατανεμημένη cloud αρχιτεκτονική και 3D οπτική-βασισμένη AI. Αυτές οι cloud πλατφόρμες παρέχουν την επιθυμητή απόδοση και κλιμακωσιμότητα για να οδηγήσουν την καινοτομία στη βιομηχανία με ταχύτητα και κλίμακα.