Indústria 4.0 Metaverso 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 fatores-chave de inovação e expansão empresarial. Ao transformar a forma como as empresas operam, interagem com seus clientes e alcançam seus objetivos, esse conjunto de soluções tecnológicas tem feito um impacto significativo em várias indústrias.

Embora ainda esteja em sua infância, estima-se que tanto AR quanto VR ultrapassarão 100 milhões de usuários em todo o mundo até 2027¹. Compreendendo essa tendência, é claro que as organizações que adotam serviços de desenvolvimento de aplicativos AR/VR para criar experiências imersivas para seus usuários terão sucesso 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: AR ocorre em um ambiente do mundo real, enquanto VR é completamente virtual.

AR e VR são ambos incluídos na categoria de tecnologia imersiva conhecida como XR, ou Realidade Estendida. Também há a realidade mista (MR), que é essencialmente uma combinação de realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR). Ela combina os mundos físico e digital para criar um espaço onde eles coexistem e se comunicam em tempo real.

Ao superpor dados digitais, como imagens, vídeos e modelos 3D, no ambiente físico, a realidade aumentada, ou AR, melhora a forma como um usuário percebe e interage com seu entorno. O conteúdo digital é normalmente exibido em tempo real usando um smartphone, tablet ou óculos de realidade aumentada especializados.

Enquanto ainda está ciente de seu entorno imediato, os usuários da tecnologia AR podem visualizar e interagir com objetos virtuais. Muitas aplicações AR podem ser encontradas em uma variedade de setores, incluindo manufatura, construção, varejo, saúde e mais.

A realidade virtual pode submergir completamente um usuário em um ambiente digital simulado que pode não se parecer com o mundo real. O mundo virtual que os usuários entram ao usar um headset de VR pode ser interativo e responsivo aos seus movimentos.

A tecnologia visa proporcionar aos usuários uma sensação de presença e imersão, fazendo com que eles se sintam como se estivessem realmente “dentro” de um ambiente virtual. Tanto AR quanto VR têm qualidades distintas que apresentam oportunidades de negócios intrigantes.

O que é ainda mais interessante é que essas tecnologias de realidade mista imersiva estão se combinando com inteligência artificial (IA) 3D, aprendizado de máquina (ML), serviços de nuvem e Internet das Coisas (IoT) para impulsionar tudo, desde treinamento, design, engenharia, produção, robótica e automação para empresas em várias indústrias, especialmente no ambiente de comércio eletrônico em crescimento. Como resultado, as empresas em manufatura, saúde, tecnologia, construção, energia, automotiva, aeroespacial e serviços financeiros (para citar algumas) estão mais competitivas e bem posicionadas para o crescimento futuro.

Em última análise, essas tecnologias estão sendo utilizadas para ajudar as empresas a tomar decisões mais inteligentes e a suplementar virtualmente o capital humano para melhor atender aos clientes. Ao fazer isso, as organizações podem criar uma experiência mais robusta e personalizada para os clientes, seja um consumidor final ou um parceiro na cadeia de suprimentos. Em todos os casos, as organizações inteligentes, astutas e bem-sucedidas estão movendo suas infraestruturas de carga de trabalho para ambientes de nuvem para lançar e gerenciar novas ferramentas para operações escaláveis.

Onde a Realidade Mista Imersiva Continua a Desafiar as Empresas

O desafio é que essas tecnologias exigem grandes doses de dados, a capacidade de processar vastas quantidades de dados a velocidades impecáveis e a capacidade de dimensionar projetos em um ambiente de computador que não permite frequentemente em ambientes de escritório tradicionais.

As empresas que buscam aproveitar a “Indústria 4.0” por meio do metaverso exigem uma fusão precisa e persistente dos mundos real e virtual. Isso significa renderizar modelos e cenas complexos em detalhes fotorealistas, renderizados no local físico correto (com respeito a ambos os mundos real e virtual) com a escala e a pose corretas. Pense na precisão e na natureza precisa necessárias para aproveitar AR/VR para projetar, construir ou reparar componentes de um motor de avião ou um dispositivo cirúrgico avançado usado em aplicações médicas.

Isso é alcançado hoje usando GPUs discretas de um ou mais servidores e entregando os quadros renderizados sem fio ou remotamente para os displays montados na cabeça (HMDs), como o Microsoft HoloLens e o Oculus Quest.

A Importância de 3D e IA na Realidade Mista Imersiva

Um dos principais requisitos para aplicações de realidade mista é sobrepor com precisão o modelo ou o duplo digital de um objeto. Isso ajuda a fornecer instruções de trabalho para montagem e treinamento e a detectar erros ou defeitos na manufatura. O usuário também pode rastrear o(s) objeto(s) e ajustar a renderização à medida que o trabalho progride.

A maioria dos sistemas de rastreamento de objetos em dispositivos usa rastreamento baseado em imagem 2D e/ou marcadores. Isso limita severamente a precisão da sobreposição em 3D, pois o rastreamento 2D não pode estimar a profundidade com alta precisão e, consequentemente, a escala e a pose. Isso significa que, embora os usuários possam obter o que parece ser uma boa correspondência ao olhar de um ângulo e/ou posição, a sobreposição perde o alinhamento à medida que o usuário se move em 6DOF. Além disso, a detecção de objetos, identificação e estimação de escala e orientação — chamada de registro de objetos — é alcançada, na maioria dos casos, computacionalmente ou usando métodos de visão computacional simples com bibliotecas de treinamento padrão (exemplos: Google MediaPipe, VisionLib). Isso funciona bem para objetos regulares e/ou menores e mais simples, como mãos, faces, xícaras, mesas, cadeiras, rodas, estruturas de geometria regular, etc. No entanto, para objetos complexos e grandes em casos de uso empresariais, os dados de treinamento rotulados (mais ainda em 3D) não estão facilmente disponíveis. 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 ao incorporar ambientes 3D e tecnologia de IA em seus projetos de design/construção de realidade mista imersiva.

O aprendizado de máquina baseado em 3D permite que os usuários identifiquem objetos 3D de forma e tamanho arbitrários em várias orientações com alta precisão no espaço 3D. Essa abordagem é escalável para qualquer forma arbitrária e é adequada para uso em casos de uso empresariais que exigem renderização de sobreposição de modelos e duplos digitais complexos 3D com seus contrapartes do mundo real.

Isso também pode ser escalado para registrar estruturas parcialmente concluídas com os modelos 3D completos, permitindo a construção e montagem contínua. Os usuários alcançam precisão em milímetros no registro de objetos e renderização com essa abordagem de plataforma, superando a limitação da abordagem de dispositivo apenas. Essa abordagem de rastreamento de objetos 3D permitirá que os usuários truly fundam 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 erros e defeitos em construção e montagem, e design e engenharia 3D com renderização e sobreposição de tamanho real.

Por Que Trabalhar em um Ambiente de Nuvem é Crucial

As empresas e fabricantes devem ter cuidado ao projetar e implantar essas tecnologias, pois há uma grande diferença na plataforma em que são construídas e maximizadas para uso.

Embora tecnologias como AR/VR tenham sido utilizadas por vários anos, muitos fabricantes implantaram soluções virtuais nos dispositivos, onde todos os dados de tecnologia são armazenados localmente, limitando severamente o desempenho e a escala necessários hoje para os designs virtuais. Isso limita a capacidade de compartilhar conhecimentos entre organizações que podem ser críticos ao projetar novos produtos e entender a melhor maneira de realizar construções virtuais.

Os fabricantes de hoje estão superando essas limitações ao utilizar plataformas de AR/VR baseadas em nuvem (ou baseadas em servidor remoto) impulsionadas por arquitetura de nuvem distribuída e IA baseada em visão 3D. Essas plataformas de nuvem fornecem o desempenho e a escalabilidade desejados para impulsionar a inovação na indústria com velocidade e escala.