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Metaverso da Indústria 4.0 desbloqueado: como AR/VR, IA e tecnologia 3D estão impulsionando a próxima revolução industrial
A realidade mista imersiva e as tecnologias de realidade estendida, que são compostas por realidade virtual (VR) e realidade aumentada (AR), continuam a ser os principais fatores impulsionadores da inovação e expansão dos negócios. Ao transformar a forma como as empresas funcionam, interagem com os seus clientes e alcançam os seus objetivos, este conjunto de soluções tecnológicas tem causado um impacto significativo em vários setores.
Embora ainda esteja em sua infância, estima-se que tanto AR quanto VR ultrapassarão 100 milhões de usuários em todo o mundo até 20271. Ao perceber essa tendência, fica claro que as organizações que adotam serviços de desenvolvimento de aplicativos AR/VR para criar experiências imersivas para seus usuários se destacarão hoje e no futuro próximo.
O que é AR/VR
Com o objetivo de melhorar a percepção e interação do usuário com o mundo digital, a realidade aumentada (AR) e a realidade virtual (VR) são duas tecnologias distintas, mas relacionadas. As principais distinções entre AR e VR são os dispositivos utilizados e a natureza da experiência: a AR ocorre em um ambiente do mundo real, enquanto a VR é inteiramente virtual.
AR e VR estão incluídos na categoria de tecnologia imersiva conhecida como XR, ou Realidade Estendida. Existe também a realidade mista (MR), que é essencialmente uma combinação de realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR). Combina os mundos físico e digital para construir um espaço onde convivem lado a lado e se comunicam em tempo real.
Ao sobrepor dados digitais como imagens, vídeos e modelos 3D ao ambiente físico, a realidade aumentada, ou AR, melhora a forma como o usuário percebe e interage com o ambiente. O conteúdo digital normalmente é exibido em tempo real usando um smartphone, tablet ou óculos AR especializados.
Embora ainda estejam cientes do que está ao seu redor, os usuários da tecnologia AR podem visualizar e interagir com objetos virtuais. Numerosas aplicações de AR podem ser encontradas em diversos setores, incluindo manufatura, construção, varejo, saúde e muito mais.
A Realidade Virtual pode submergir completamente um usuário em um ambiente digital que é simulado e pode não se parecer em nada com o mundo real. O mundo virtual em que os usuários entram ao usar um fone de ouvido VR pode ser interativo e responsivo aos seus movimentos.
A tecnologia visa dar aos usuários uma sensação de presença e imersão, fazendo com que eles se sintam realmente “dentro” de um ambiente virtual. Tanto a AR quanto a VR possuem qualidades distintas que apresentam oportunidades de negócios intrigantes.
O que é ainda mais interessante é que essas tecnologias imersivas de realidade mista estão se combinando com inteligência artificial (IA) 3D, aprendizado de máquina (ML), serviços em nuvem e Internet das Coisas (IoT) para potencializar tudo, desde treinamento, design, engenharia, produção, robótica. e automação para empresas de todos os setores, especialmente no crescente ambiente de comércio eletrônico. Como resultado, as empresas dos setores da indústria transformadora, dos cuidados de saúde, da tecnologia, da construção, da energia, do setor automóvel, aeroespacial e dos serviços financeiros (para citar apenas alguns) são mais competitivas e estão bem posicionadas para o crescimento futuro.
Em última análise, estas tecnologias estão a ser aproveitadas para ajudar as empresas a tomar decisões mais inteligentes e para complementar virtualmente o capital humano para melhor servir o cliente. Ao fazer isso, as organizações podem criar uma experiência mais robusta e personalizada para os clientes, sejam eles um consumidor final ou um parceiro ao longo da cadeia de abastecimento. Em todos os casos, organizações inteligentes, experientes e bem-sucedidas estão migrando suas infraestruturas de carga de trabalho para ambientes de nuvem para lançar e gerenciar novas ferramentas para operações escalonáveis.
Onde a realidade mista imersiva continua a desafiar as empresas
O desafio é que estas tecnologias requerem grandes doses de dados, a capacidade de processar grandes quantidades de dados a velocidades impecáveis e a capacidade de dimensionar projetos num ambiente informático que muitas vezes não é permitido em ambientes de escritório tradicionais.
As empresas que procuram alavancar a “Indústria 4.0” através do metaverso requerem uma fusão precisa e persistente dos mundos real e virtual. Isso significa renderizar modelos e cenas complexas com detalhes fotorrealistas, renderizados no local físico correto (em relação ao mundo real e virtual) com a escala correta e pose precisa. Pense na precisão e na natureza precisa necessárias para aproveitar a AR/VR para projetar, construir ou reparar componentes de um motor de avião ou um dispositivo cirúrgico avançado usado em aplicações médicas.
Isso é conseguido hoje usando GPUs discretas de um ou mais servidores e entregando os quadros renderizados sem fio ou remotamente para os head-mounted displays (HMDs), como o Microsoft HoloLens e o Oculus Quest.
A importância do 3D e da IA na realidade mista imersiva
Um dos principais requisitos para aplicações de realidade mista é sobrepor com precisão seu modelo ou gêmeo digital a um objeto. Isso ajuda a fornecer instruções de trabalho para montagem e treinamento e a detectar erros ou defeitos de fabricação. O usuário também pode rastrear o(s) objeto(s) e ajustar a renderização à medida que o trabalho avança.
A maioria dos sistemas de rastreamento de objetos no dispositivo usa imagem 2D e/ou rastreamento baseado em marcador. Isto limita severamente a precisão da sobreposição em 3D porque o rastreamento 2D não pode estimar a profundidade com alta precisão e, consequentemente, a escala e a pose. Isso significa que mesmo que os usuários consigam obter o que parece ser uma boa correspondência ao olhar de um ângulo e/ou posição, a sobreposição perde o alinhamento conforme o usuário se move em 6DOF. Além disso, a detecção, identificação de objetos e sua estimativa de escala e orientação - chamada registro de objetos - é alcançada, na maioria dos casos, computacionalmente ou usando métodos simples de visão computacional com bibliotecas de treinamento padrão (exemplos: Google MediaPipe, VisionLib). Isso funciona bem para objetos regulares e/ou menores e mais simples, como mãos, rostos, xícaras, mesas, cadeiras, rodas, estruturas geométricas regulares, etc. No entanto, para objetos grandes e complexos em casos de uso corporativo, dados de treinamento rotulados (mais ainda em 3D) não está prontamente disponível. Isso torna difícil, se não impossível, usar o rastreamento baseado em imagem 2D para alinhar, sobrepor e rastrear persistentemente o objeto e fundir o modelo renderizado com ele em 3D.
Os usuários de nível empresarial estão superando esses desafios aproveitando ambientes 3D e tecnologia de IA em seus projetos imersivos de design/construção de realidade mista.
A IA 3D baseada em aprendizagem profunda permite aos usuários identificar objetos 3D de forma e tamanho arbitrários em várias orientações com alta precisão no espaço 3D. Essa abordagem é escalonável com qualquer formato arbitrário e pode ser usada em casos de uso corporativo que exigem sobreposição de renderização de modelos 3D complexos e gêmeos digitais com suas contrapartes do mundo real.
Isso também pode ser dimensionado para registrar estruturas parcialmente concluídas com modelos 3D completos, permitindo construção e montagem contínuas. Os usuários alcançam precisão em milímetros no registro e renderização de objetos com esta abordagem de plataforma, superando a limitação da abordagem atual apenas de dispositivo. Esta abordagem ao rastreamento de objetos 3D permitirá aos usuários fundir verdadeiramente os mundos real e virtual em aplicações empresariais, abrindo muitos usos, incluindo, mas não limitado a: treinamento com instruções de trabalho contextuais precisas, detecção de defeitos e erros na construção e montagem, e design 3D e engenharia com renderização e sobreposição 3D em tamanho real.
Por que trabalhar em um ambiente de nuvem é crucial
As empresas e os fabricantes devem ser cautelosos na forma como concebem e implementam estas tecnologias, porque há uma grande diferença na plataforma em que são construídas e maximizadas para utilização.
Embora tecnologias como AR/VR estejam em uso há vários anos, muitos fabricantes implantaram soluções virtuais nos dispositivos, onde todos os dados tecnológicos são armazenados localmente, limitando severamente o desempenho e a escala necessários aos projetos virtuais atuais. Limita a capacidade de conduzir o compartilhamento de conhecimento entre organizações que pode ser crítico ao projetar novos produtos e compreender a melhor maneira de construções virtuais.
Os fabricantes hoje estão superando essas limitações aproveitando plataformas AR/VR baseadas em nuvem (ou baseadas em servidor remoto), alimentadas por arquitetura de nuvem distribuída e IA baseada em visão 3D. Essas plataformas em nuvem fornecem o desempenho e a escalabilidade desejados para impulsionar a inovação no setor em velocidade e escala.
