Industria 4.0 Metaverse Sbloccata: Come AR/VR, AI e Tecnologia 3D Stanno Potenziando La Prossima Rivoluzione Industriale

La realtà mista immersiva e le tecnologie di realtà estesa, che comprendono la realtà virtuale (VR) e la realtà aumentata (AR), continuano a essere fattori chiave di innovazione e crescita aziendale. Trasformando il modo in cui le aziende operano, interagiscono con i clienti e raggiungono i loro obiettivi, questo insieme di soluzioni tecnologiche ha avuto un impatto significativo su molteplici settori.

Sebbene sia ancora in fase di sviluppo, si stima che entro il 2027 sia AR che VR supereranno i 100 milioni di utenti in tutto il mondo¹. Considerando questa tendenza, è chiaro che le organizzazioni che adottano servizi di sviluppo di app AR/VR per creare esperienze immersive per gli utenti saranno quelle che eccelleranno oggi e nel prossimo futuro.

Cosa è AR/VR

Con l’obiettivo di migliorare la percezione e l’interazione dell’utente con il mondo digitale, la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR) sono due tecnologie distinte ma correlate. Le principali differenze tra AR e VR riguardano i dispositivi utilizzati e la natura dell’esperienza: AR si svolge in un ambiente del mondo reale, mentre VR è interamente virtuale.

AR e VR sono entrambe incluse nella categoria di tecnologie immersive note come XR, o Realtà Estesa. Esiste anche la realtà mista (MR), che è essenzialmente una combinazione di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR). Combina i mondi fisico e digitale per creare uno spazio in cui coesistono e comunicano in tempo reale.

Sovrappponendo dati digitali come immagini, video e modelli 3D sull’ambiente fisico, la realtà aumentata, o AR, migliora la percezione e l’interazione dell’utente con l’ambiente circostante. Il contenuto digitale è solitamente visualizzato in tempo reale utilizzando uno smartphone, un tablet o occhiali AR specializzati.

Gli utenti della tecnologia AR possono visualizzare e interagire con oggetti virtuali mentre sono ancora consapevoli dell’ambiente circostante. Numerose applicazioni AR possono essere trovate in una vasta gamma di settori, tra cui manifattura, costruzione, retail, sanità e molti altri.

La realtà virtuale può completamente immergere l’utente in un ambiente digitale simulato che può non assomigliare per nulla al mondo reale. Il mondo virtuale che gli utenti entrano quando indossano un headset VR può essere interattivo e rispondere ai loro movimenti.

La tecnologia mira a dare agli utenti un senso di presenza e immersione, facendoli sentire come se fossero realmente “dentro” un ambiente virtuale. Sia AR che VR hanno caratteristiche distintive che presentano interessanti opportunità commerciali.

Quello che è ancora più interessante è che queste tecnologie di realtà mista immersiva si stanno combinando con l’intelligenza artificiale 3D (AI), l’apprendimento automatico (ML), i servizi cloud e l’Internet delle Cose (IoT) per potenziare tutto, dalle formazioni alla progettazione, all’ingegneria, alla produzione, alla robotica e all’automazione per le aziende di tutti i settori, in particolare nell’ambiente e-commerce in crescita. Di conseguenza, le imprese nei settori della manifattura, sanità, tecnologia, costruzione, energia, automotive, aerospaziale e servizi finanziari (per citarne alcuni) sono più competitive e ben posizionate per la crescita futura.

In definitiva, queste tecnologie vengono utilizzate per aiutare le aziende a prendere decisioni più intelligenti e per integrare virtualmente il capitale umano al fine di servire meglio i clienti. Facendo ciò, le organizzazioni possono creare un’esperienza più robusta e personalizzata per i clienti, sia che si tratti di un consumatore finale o di un partner nella catena di approvvigionamento. In ogni caso, le aziende intelligenti e di successo stanno spostando le loro infrastrutture di carico di lavoro in ambienti cloud per lanciare e gestire nuovi strumenti per operazioni scalabili.

Dove la Realtà Mista Immersiva Continua a Sfidare le Aziende

La sfida è che queste tecnologie richiedono grandi quantità di dati, la capacità di elaborare enormi quantità di dati a velocità impeccabili e la capacità di scalare progetti in un ambiente informatico che non sempre consente l’uso in ambienti di ufficio tradizionali.

Le aziende che intendono sfruttare “Industry 4.0” attraverso il metaverso richiedono una fusione precisa e persistente dei mondi reale e virtuale. Ciò significa renderizzare modelli e scene complessi in dettaglio fotorealistico, renderizzati nella posizione fisica corretta (rispetto sia al mondo reale che a quello virtuale) con la scala e la posa corrette. Pensate alla precisione e alla natura precisa richiesta nell’utilizzo di AR/VR per progettare, costruire o riparare componenti di un motore aereo o di un dispositivo chirurgico avanzato utilizzato in applicazioni mediche.

Ciò viene attualmente realizzato utilizzando GPU discrete da uno o più server e consegnando i frame renderizzati wireless o remotamente ai display montati sulla testa (HMD) come Microsoft HoloLens e Oculus Quest.

L’Importanza di 3D e AI nella Realtà Mista Immersiva

Una delle principali esigenze per le applicazioni di realtà mista è sovrapporre con precisione il modello o il gemello digitale di un oggetto. Ciò aiuta a fornire istruzioni di lavoro per l’assemblaggio e la formazione, e a rilevare eventuali errori o difetti nella produzione. L’utente può anche tracciare l’oggetto (o gli oggetti) e regolare il rendering man mano che il lavoro procede.

La maggior parte dei sistemi di tracciamento degli oggetti su dispositivo utilizza tracciamento basato su immagini 2D e/o marcatori. Ciò limita gravemente la precisione di sovrapposizione in 3D perché il tracciamento 2D non può stimare la profondità con alta precisione, e di conseguenza la scala e la posa. Ciò significa che anche se gli utenti possono ottenere una corrispondenza apparentemente buona quando guardano da un angolo e/o posizione, la sovrapposizione perde allineamento man mano che l’utente si muove intorno in 6DOF. Inoltre, la rilevazione dell’oggetto, l’identificazione e la stima della sua scala e orientamento — chiamata registrazione dell’oggetto — vengono generalmente ottenute in modo computazionale o utilizzando metodi di visione artificiale semplici con librerie di formazione standard (esempi: Google MediaPipe, VisionLib). Ciò funziona bene per oggetti regolari e/o più piccoli e semplici come mani, volti, tazze, tavoli, sedie, ruote, strutture geometriche regolari, ecc. Tuttavia, per oggetti complessi e grandi nei casi d’uso aziendali, i dati di formazione etichettati (soprattutto in 3D) non sono facilmente disponibili. Ciò rende difficile, se non impossibile, utilizzare il tracciamento basato su immagini 2D per allineare, sovrapporre e tracciare persistentemente l’oggetto e fondere il modello renderizzato con esso in 3D.

Gli utenti aziendali stanno superando queste sfide integrando ambienti 3D e tecnologia AI nei loro progetti di realtà mista immersiva.

L’approccio basato sull’apprendimento profondo 3D AI consente agli utenti di identificare oggetti 3D di forma e dimensione arbitraria in varie orientazioni con alta precisione nello spazio 3D. Questo approccio è scalabile con qualsiasi forma arbitraria ed è adatto all’uso in casi d’uso aziendali che richiedono la sovrapposizione del rendering di modelli e gemelli digitali complessi con i loro corrispettivi nel mondo reale.

Ciò può anche essere scalato per registrare strutture parzialmente completate con modelli 3D completi, consentendo la costruzione e l’assemblaggio in corso. Gli utenti raggiungono una precisione di millimetri nella registrazione dell’oggetto e nel rendering con questo approccio di piattaforma, superando la limitazione dell’approccio basato solo sul dispositivo. Questo approccio al tracciamento degli oggetti 3D consentirà agli utenti di fondere veramente i mondi reale e virtuale nelle applicazioni aziendali, aprendo molteplici utilizzi, tra cui, ma non limitati a: formazione con istruzioni di lavoro contestuali precise, rilevamento di difetti ed errori nella costruzione e nell’assemblaggio, e progettazione e ingegneria 3D con rendering e sovrapposizione a grandezza naturale.

Perché Lavorare in un Ambiente Cloud è Cruciale

Le aziende e i produttori dovrebbero essere cauti nel modo in cui progettano e distribuiscono queste tecnologie, poiché c’è una grande differenza nella piattaforma su cui sono costruite e ottimizzate per l’uso.

Anche se tecnologie come AR/VR sono in uso da diversi anni, molti produttori hanno distribuito soluzioni virtuali sui dispositivi, dove tutti i dati tecnologici sono archiviati localmente, limitando gravemente le prestazioni e la scalabilità necessarie oggi per i progetti virtuali. Ciò limita la capacità di condividere conoscenze tra organizzazioni, aspetto critico quando si progettano nuovi prodotti e si comprende il modo migliore per le costruzioni virtuali.

I produttori di oggi stanno superando queste limitazioni sfruttando piattaforme AR/VR basate su cloud (o basate su server remoti) alimentate da architetture cloud distribuite e AI basata sulla visione 3D. Queste piattaforme cloud forniscono le prestazioni e la scalabilità desiderate per guidare l’innovazione nel settore a velocità e scala.