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Metaverso de la Industria 4.0 desbloqueado: cómo AR/VR, AI y la tecnología 3D están impulsando la próxima revolución industrial
Las tecnologías de realidad mixta inmersiva y realidad extendida, que están compuestas por realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR), siguen siendo factores impulsores clave en la innovación y expansión empresarial. Al transformar la forma en que las empresas operan, interactúan con sus clientes y logran sus objetivos, este conjunto de soluciones tecnológicas ha tenido un impacto significativo en múltiples industrias.
Aunque todavía están en su infancia, se estima que tanto la AR como la VR superarán los 100 millones de usuarios en todo el mundo para 2027.1. Al darse cuenta de esta tendencia, está claro que las organizaciones que adopten servicios de desarrollo de aplicaciones AR/VR para crear experiencias inmersivas para sus usuarios sobresaldrán hoy y en el futuro cercano.
¿Qué es la realidad aumentada y la realidad virtual?
Con el objetivo de mejorar la percepción y la interacción del usuario con el mundo digital, la realidad aumentada (AR) y la realidad virtual (VR) son dos tecnologías separadas pero relacionadas. La principal distinción entre AR y VR son los dispositivos utilizados y la naturaleza de la experiencia: AR tiene lugar en un entorno del mundo real, mientras que VR es completamente virtual.
Tanto la AR como la VR están incluidas en la categoría de tecnología inmersiva conocida como XR o Realidad Extendida. También existe la realidad mixta (MR), que es esencialmente una combinación de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR). Combina el mundo físico y el digital para construir un espacio donde conviven y se comunican en tiempo real.
Al superponer datos digitales como imágenes, videos y modelos 3D al entorno físico, la realidad aumentada o AR mejora la forma en que un usuario percibe e interactúa con su entorno. El contenido digital normalmente se muestra en tiempo real mediante un teléfono inteligente, una tableta o gafas AR especializadas.
Sin dejar de ser conscientes de su entorno inmediato, los usuarios de la tecnología AR pueden ver e interactuar con objetos virtuales. Se pueden encontrar numerosas aplicaciones de RA en una variedad de sectores, incluidos la fabricación, la construcción, el comercio minorista, la atención médica y más.
La Realidad Virtual puede sumergir completamente al usuario en un entorno digital que es simulado y que puede no parecerse en nada al mundo real. El mundo virtual al que ingresan los usuarios cuando usan un visor de realidad virtual puede ser interactivo y responder a sus movimientos.
La tecnología tiene como objetivo brindar a los usuarios una sensación de presencia e inmersión haciéndoles sentir como si realmente estuvieran "dentro" de un entorno virtual. Tanto la RA como la RV tienen cualidades distintivas que presentan interesantes oportunidades de negocio.
Lo que es aún más interesante es que estas tecnologías inmersivas de realidad mixta se combinan con inteligencia artificial (IA) 3D, aprendizaje automático (ML), servicios en la nube e Internet de las cosas (IoT) para impulsar todo, desde capacitación, diseño, ingeniería, producción y robótica. y automatización para empresas de todos los sectores, especialmente en el creciente entorno del comercio electrónico. Como resultado, las empresas de los sectores manufacturero, sanitario, tecnológico, de construcción, energético, automotor, aeroespacial y de servicios financieros (por nombrar algunos) son más competitivos y están bien posicionados para el crecimiento futuro.
En última instancia, estas tecnologías se están aprovechando para ayudar a las empresas a tomar decisiones más inteligentes y complementar virtualmente el capital humano para servir mejor al cliente. Al hacerlo, las organizaciones pueden crear una experiencia más sólida y personalizada para los clientes, ya sea un consumidor final o un socio a lo largo de la cadena de suministro. En todos los casos, las organizaciones inteligentes, experimentadas y exitosas están trasladando sus infraestructuras de carga de trabajo a entornos de nube para lanzar y administrar nuevas herramientas para operaciones escalables.
Donde la realidad mixta inmersiva continúa desafiando a las empresas
El desafío es que estas tecnologías requieren grandes dosis de datos, la capacidad de procesar grandes cantidades de datos a velocidades impecables y la capacidad de escalar proyectos en un entorno informático que a menudo no permite en los entornos de oficina tradicionales.
Las empresas que buscan aprovechar la “Industria 4.0” a través del metaverso requieren una fusión precisa y persistente de los mundos real y virtual. Esto significa renderizar modelos y escenas complejos con detalles fotorrealistas, renderizados en la ubicación física correcta (con respecto al mundo real y virtual) con la escala correcta y la pose precisa. Piense en la exactitud y la naturaleza precisa que se requieren al aprovechar la AR/VR para diseñar, construir o reparar componentes de un motor de aerolínea o un dispositivo quirúrgico avanzado utilizado en aplicaciones médicas.
Esto se logra hoy mediante el uso de GPU discretas de uno o más servidores y la entrega de los fotogramas renderizados de forma inalámbrica o remota a las pantallas montadas en la cabeza (HMD), como Microsoft HoloLens y Oculus Quest.
La importancia del 3D y la IA en la realidad mixta inmersiva
Uno de los requisitos clave para las aplicaciones de realidad mixta es superponer con precisión sobre un objeto su modelo o el gemelo digital. Esto ayuda a proporcionar instrucciones de trabajo para el montaje y la capacitación, y a detectar cualquier error o defecto en la fabricación. El usuario también puede rastrear los objetos y ajustar la representación a medida que avanza el trabajo.
La mayoría de los sistemas de seguimiento de objetos en el dispositivo utilizan imágenes 2D y/o seguimiento basado en marcadores. Esto limita gravemente la precisión de la superposición en 3D porque el seguimiento 2D no puede estimar la profundidad con alta precisión y, en consecuencia, la escala y la pose. Esto significa que aunque los usuarios pueden obtener lo que parece una buena coincidencia cuando miran desde un ángulo y/o posición, la superposición pierde alineación a medida que el usuario se mueve en 6DOF. Además, la detección, identificación y estimación de su escala y orientación de objetos, denominada registro de objetos, se logra, en la mayoría de los casos, computacionalmente o utilizando métodos simples de visión por computadora con bibliotecas de capacitación estándar (ejemplos: Google MediaPipe, VisionLib). Esto funciona bien para objetos regulares y/o más pequeños y simples, como manos, caras, tazas, mesas, sillas, ruedas, estructuras de geometría regular, etc. Sin embargo, para objetos grandes y complejos en casos de uso empresarial, los datos de entrenamiento etiquetados (más aún) en 3D) no está disponible. Esto hace que sea difícil, si no imposible, utilizar el seguimiento basado en imágenes 2D para alinear, superponer y rastrear persistentemente el objeto y fusionar el modelo renderizado con él en 3D.
Los usuarios de nivel empresarial están superando estos desafíos aprovechando los entornos 3D y la tecnología de inteligencia artificial en sus proyectos inmersivos de diseño/construcción de realidad mixta.
La IA 3D basada en aprendizaje profundo permite a los usuarios identificar objetos 3D de forma y tamaño arbitrarios en varias orientaciones con alta precisión en el espacio 3D. Este enfoque es escalable con cualquier forma arbitraria y se puede utilizar en casos de uso empresarial que requieren la superposición de modelos 3D complejos y gemelos digitales con sus contrapartes del mundo real.
Esto también se puede escalar para registrar estructuras parcialmente terminadas con los modelos 3D completos, lo que permite la construcción y el montaje continuos. Los usuarios logran una precisión milimétrica en el registro y la representación de objetos con este enfoque de plataforma, superando la limitación del enfoque actual de solo dispositivo. Este enfoque para el seguimiento de objetos 3D permitirá a los usuarios fusionar verdaderamente los mundos real y virtual en aplicaciones empresariales, abriendo muchos usos que incluyen, entre otros: capacitación con instrucciones de trabajo contextuales precisas, detección de defectos y errores en la construcción y ensamblaje, y diseño y ingeniería con renderizado y superposición 3D de tamaño natural.
Por qué es crucial trabajar en un entorno de nube
Las empresas y los fabricantes deben tener cuidado a la hora de diseñar e implementar estas tecnologías, porque existe una gran diferencia en la plataforma sobre la que se construyen y en la que se maximiza su uso.
Aunque tecnologías como AR/VR se han utilizado durante varios años, muchos fabricantes han implementado soluciones virtuales en los dispositivos, donde todos los datos tecnológicos se almacenan localmente, lo que limita gravemente el rendimiento y la escala necesarios para los diseños virtuales actuales. Limita la capacidad de compartir conocimientos entre organizaciones, lo que puede ser fundamental a la hora de diseñar nuevos productos y comprender la mejor manera de realizar implementaciones virtuales.
Hoy en día, los fabricantes están superando estas limitaciones aprovechando las plataformas AR/VR basadas en la nube (o basadas en servidores remotos) impulsadas por una arquitectura de nube distribuida y una IA basada en visión 3D. Estas plataformas en la nube brindan el rendimiento y la escalabilidad deseados para impulsar la innovación en la industria a velocidad y escala.
