Промышленность 4.0: Метавселенная без ограничений – Как AR/VR, AI и 3D-технологии стимулируют следующую промышленную революцию

Имммерсивная смешанная реальность и расширенная реальность, которые включают в себя виртуальную реальность (VR) и дополненную реальность (AR), продолжают быть ключевыми факторами инноваций и расширения бизнеса. Изменяя то, как компании работают, взаимодействуют с клиентами и достигают своих целей, этот технологический набор решений оказывает значительное влияние на различные отрасли.

Хотя эта технология еще находится в стадии развития, ожидается, что к 2027 году количество пользователей AR и VR превысит 100 миллионов во всем мире¹. Учитывая эту тенденцию, становится ясно, что организации, которые используют услуги разработки приложений AR/VR для создания иммерсивных trải nghiệm для своих пользователей, будут преуспевать сегодня и в ближайшем будущем.

Что такое AR/VR

Целью дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR) является улучшение восприятия и взаимодействия пользователя с цифровым миром. Основные различия между AR и VR заключаются в используемых устройствах и характере trải nghiệm: AR происходит в реальной среде, а VR – полностью виртуальной.

AR и VR входят в категорию иммерсивных технологий, известных как XR, или Расширенная Реальность. Существует также смешанная реальность (MR), которая по сути является комбинацией дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Она объединяет физический и цифровой миры, создавая пространство, где они сосуществуют и взаимодействуют в реальном времени.

Дополненная реальность, или AR, улучшает восприятие и взаимодействие пользователя с окружающей средой, накладывая цифровые данные, такие как изображения, видео и 3D-модели, на физическую среду. Цифровой контент обычно отображается в реальном времени с помощью смартфона, планшета или специальных очков AR.

Пользователи технологии AR могут просматривать и взаимодействовать с виртуальными объектами, оставаясь при этом осведомленными о своей непосредственной среде. Многие приложения AR можно найти в различных секторах, включая производство, строительство, розничную торговлю, здравоохранение и многое другое.

Виртуальная реальность может полностью погрузить пользователя в симулированную цифровую среду, которая может не иметь ничего общего с реальным миром. Виртуальный мир, в который пользователи входят, носит интерактивный и реагирует на их движения.

Технология направлена на то, чтобы дать пользователям чувство присутствия и иммерсивности, заставляя их чувствовать, что они действительно “внутри” виртуальной среды. И AR, и VR имеют уникальные качества, которые представляют собой интересные бизнес-возможности.

Еще более интересно, что эти иммерсивные смешанные реальности технологии объединяются с 3D-искусственным интеллектом (AI), машинным обучением (ML), облачными услугами и Интернетом вещей (IoT), чтобы стимулировать все, от обучения и проектирования до производства, робототехники и автоматизации для бизнеса в различных отраслях, особенно в растущей электронной коммерции. В результате предприятия в производстве, здравоохранении, технологиях, строительстве, энергетике, автомобильной промышленности, аэрокосмической промышленности и финансовых услугах (чтобы назвать несколько) более конкурентоспособны и хорошо подготовлены к будущему росту.

В конечном итоге, эти технологии используются для того, чтобы помочь компаниям принимать более умные решения и виртуально дополнять человеческий капитал для лучшего обслуживания клиентов. Таким образом, организации могут создать более прочный и персонализированный опыт для клиентов, будь то конечный потребитель или партнер по цепочке поставок. Во всех случаях умные, находчивые и успешные организации перемещают свои рабочие нагрузки в облачные среды для запуска и управления новыми инструментами для масштабируемых операций.

Где иммерсивная смешанная реальность продолжает бросать вызов предприятиям

Проблема заключается в том, что эти технологии требуют больших объемов данных, способности обрабатывать огромные объемы данных с идеальными скоростями и способности масштабировать проекты в компьютерной среде, которая не всегда позволяет традиционные офисные среды.

Предприятия, стремящиеся использовать “Промышленность 4.0” через метавселенную, требуют точного и постоянного слияния реального и виртуального миров. Это означает рендеринг сложных моделей и сцен в фотореалистичных деталях, рендеринг в правильном физическом месте (относительно как реального, так и виртуального миров) с правильным масштабом и точной позой. Представьте себе точность и точный характер, необходимые для использования AR/VR для проектирования, строительства или ремонта компонентов двигателя самолета или передового хирургического устройства, используемого в медицинских приложениях.

Это достигается сегодня с помощью дискретных GPU с одного или нескольких серверов и доставки отрендеренных кадров беспроводным или удаленным способом на носимые дисплеи (HMD), такие как Microsoft HoloLens и Oculus Quest.

Важность 3D и AI в иммерсивной смешанной реальности

Одним из ключевых требований для приложений смешанной реальности является точное наложение на объект его модели или цифрового двойника. Это помогает в предоставлении инструкций для сборки и обучения, а также в обнаружении ошибок или дефектов в производстве. Пользователь также может отслеживать объект(ы) и регулировать рендеринг по мере продвижения работы.

Большинство систем отслеживания объектов на устройстве используют 2D-изображение и/или маркерное отслеживание. Это существенно ограничивает точность наложения в 3D, поскольку 2D-отслеживание не может оценить глубину с высокой точностью, а следовательно, и масштаб, и позу. Это означает, что даже если пользователь может получить то, что кажется хорошим совпадением при просмотре с одного угла и/или позиции, наложение теряет выравнивание, когда пользователь перемещается в 6DOF. Кроме того, обнаружение объекта, идентификация и оценка его масштаба и ориентации – называемые регистрацией объекта – обычно достигаются вычислительными методами или с помощью простых методов компьютерного зрения с стандартными библиотеками обучения (примеры: Google MediaPipe, VisionLib). Это работает хорошо для регулярных и/или меньших и более простых объектов, таких как руки, лица, чашки, столы, стулья, колеса, регулярные геометрические структуры и т. д. Однако для больших, сложных объектов в корпоративных случаях метки обучающих данных (больше в 3D) не всегда доступны. Это делает трудным, если не невозможным, использовать 2D-изображение на основе отслеживания для выравнивания, наложения и постоянного отслеживания объекта и слияния отрендеренной модели с ним в 3D.

Пользователи уровня предприятия преодолевают эти проблемы, интегрируя 3D-среды и технологию AI в свои иммерсивные смешанные реальности проекты по проектированию и строительству.

Глубокое обучение на основе 3D-AI позволяет пользователям идентифицировать 3D-объекты произвольной формы и размера в различных ориентациях с высокой точностью в 3D-пространстве. Этот подход масштабируется для любой произвольной формы и подходит для использования в корпоративных случаях, требующих рендеринга наложения сложных 3D-моделей и цифровых двойников с их реальными аналогами.

Это также может быть масштабировано для регистрации с частично завершенными структурами с полными 3D-моделями, позволяя проводить текущую конструкцию и сборку. Пользователи достигают точности в миллиметрах в регистрации объекта и рендеринге с этим подходом, преодолевая ограничения текущего подхода только для устройства. Этот подход к отслеживанию 3D-объектов позволит пользователям действительно слить реальный и виртуальный миры в корпоративных приложениях, открывая многие возможности, включая, но не ограничиваясь: обучение с точными контекстными инструкциями, обнаружение дефектов и ошибок в строительстве и сборке, и 3D-проектирование и инженерия с рендерингом и наложением в натуральную величину.

Почему работа в облачной среде имеет решающее значение

Предприятиям и производителям следует быть осторожными в том, как они проектируют и развертывают эти технологии, поскольку существует значительная разница в платформе, на которой они построены и оптимизированы для использования.

Хотя технологии, такие как AR/VR, используются уже несколько лет, многие производители развертывали виртуальные решения на устройствах, где все технологические данные хранятся локально, что существенно ограничивает производительность и масштаб, необходимые для современных виртуальных дизайнов. Это ограничивает способность к обмену знаниями между организациями, который может быть критическим при проектировании новых продуктов и понимании лучшего способа виртуальных построек.

Производители сегодня преодолевают эти ограничения, используя облачные (или удаленные серверные) платформы AR/VR, работающие на распределенной облачной архитектуре и 3D-видении на основе AI. Эти облачные платформы обеспечивают желаемую производительность и масштабируемость для стимулирования инноваций в отрасли на скорости и масштабе.