Промышленность 4.0 Метавселенная Разблокирована: Как AR/VR, AI и 3D Технологии Запускают Следующую Промышленную Революцию

Погружающая смешанная реальность и расширенная реальность технологии, которые состоят из виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR), продолжают быть ключевыми факторами инноваций и расширения бизнеса. Преобразуя то, как компании работают, взаимодействуют с клиентами и достигают своих целей, этот технологический набор решений оказывает значительное влияние на различные отрасли.

Хотя еще в младенчестве, предполагается, что как AR, так и VR превысят 100 миллионов пользователей во всем мире к 2027¹. Понимая эту тенденцию, ясно, что организации, принимающие услуги разработки приложений AR/VR для создания погружающих опытов для своих пользователей, преуспеют сегодня и в ближайшем будущем.

Что такое AR/VR

Стремясь улучшить восприятие и взаимодействие пользователя с цифровым миром, дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR) – это две отдельные, но связанные технологии. Основные различия между AR и VR заключаются в используемых устройствах и характере опыта: AR происходит в реальной среде, в то время как VR полностью виртуальна.

AR и VR включены в категорию погружающей технологии, известной как XR, или Расширенная Реальность. Также существует смешанная реальность (MR), которая по сути является комбинацией дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Она объединяет физический и цифровой миры для создания пространства, где они сосуществуют и взаимодействуют в реальном времени.

Дополненная реальность, или AR, улучшает, как пользователь воспринимает и взаимодействует со своей средой, наложив 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. Многочисленные 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, носив шлем VR, может быть интерактивным и реагировать на их движения.

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

Что еще более интересно, так это то, что эти погружающие смешанные реальности технологии объединяются с 3D искусственным интеллектом (AI), машинным обучением (ML), облачными услугами и Интернетом вещей (IoT) для питания всего, от обучения, проектирования, инженерии, производства, робототехники и автоматизации для бизнеса по различным отраслям, 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 расположены для будущего роста.

В конечном итоге, эти технологии используются для того, чтобы помочь компаниям принимать более умные решения и виртуально дополнять человеческий капитал для лучшего обслуживания клиентов. Делая это, 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 Погружающая Смешанная Реальность Продолжает Вызывать Проблемы для Предприятий

Проблема заключается в том, что эти технологии требуют больших доз данных, способности обрабатывать огромные объемы данных на безупречных скоростях и способности масштабировать проекты в компьютерной среде, которая не часто позволяет в традиционных офисных условиях.

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 (с учетом как реального, так и виртуального миров) с правильным масштабом и точной позой. Подумайте о точности и точной природе, необходимых 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 использования дискретных GPU с одного или нескольких серверов и доставки отрендеренных кадров беспроводным или удаленным способом на шлемы (HMD), такие как Microsoft HoloLens и Oculus Quest.

Важность 3D и AI в Погружающей 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 любых 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 отслеживание на основе маркеров. Это существенно ограничивает точность наложения в 3D, поскольку 2D-отслеживание не может оценить глубину с высокой точностью, и, следовательно, масштаб и позу. Это означает, что хотя пользователи могут получить то, что кажется хорошим совпадением, когда они смотрят под одним углом и/или позицией, наложение теряет выравнивание, когда пользователь перемещается в 6DOF. Кроме того, обнаружение объекта, идентификация и его масштаб и оценка ориентации – называемые регистрацией объекта – достигаются, в большинстве случаев, вычислительным или используя простые методы компьютерного зрения со 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 крупных, сложных объектов в корпоративных случаях метки обучающих данных (больше в 3D) не легко доступны. Это делает трудным, если не невозможным, использование 2D-изображения на основе отслеживания для выравнивания, наложения и постоянного отслеживания объекта и слияния отрендеренной модели с ним в 3D.

Предприятия преодолевают эти проблемы, используя 3D-среды и технологию AI в свои проекты по проектированию/строительству погружающей смешанной реальности.

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 с любой произвольной формой 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, что позволяет проводить текущую сборку и монтаж. Пользователи достигают точности в миллиметрах в регистрации объекта и рендеринге с этим подходом, преодолевая ограничение 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 жизненно важным 3D-рендерингом и наложением.

Почему Работа в Облачной Среде имеет Критическое Значение

Предприятиям и производителям следует быть осторожными в том, как они проектируют и развертывают эти технологии, поскольку существует большая 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 проводить обмен знаниями между организациями, что может быть критически важным при проектировании новых продуктов и понимании лучшего способа для виртуальных построек.

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