Industri 4.0 Metaverse Låst Upp: Hur AR/VR, AI och 3D-teknik Driver Nästa Industriella Revolution

Immersiv blandad verklighet och utökad verklighetsteknik, som består av virtuell verklighet (VR) och förstärkt verklighet (AR), fortsätter att vara viktiga drivkrafter för affärsinnovation och expansion. Genom att omvandla hur företag fungerar, interagerar med sina kunder och uppnår sina mål, har denna tekniska lösningssats haft en betydande inverkan på flera branscher.

Medan det fortfarande är i sin linda, beräknas det att både AR och VR kommer att överstiga 100 miljoner användare världen över år 2027¹. I och med denna trend, är det tydligt att organisationer som antar AR/VR-apputvecklingstjänster för att skapa immersiva upplevelser för sina användare kommer att excellera idag och i närmaste framtiden.

Vad är AR/VR

I syfte att förbättra användarens uppfattning och interaktion med den digitala världen, är förstärkt verklighet (AR) och virtuell verklighet (VR) två separata men relaterade tekniker. De viktigaste skillnaderna mellan AR och VR är enheterna som används och naturen av upplevelsen: AR sker i en verklig miljö, medan VR är helt virtuell.

AR och VR ingår båda i kategorin immersiv teknik som kallas XR, eller Utökad Verklighet. Det finns också blandad verklighet (MR), som i princip är en kombination av förstärkt verklighet (AR) och virtuell verklighet (VR). Det kombinerar den fysiska och digitala världen för att skapa en plats där de lever sida vid sida och kommunicerar i realtid.

Genom att överlägga digitala data som bilder, videor och 3D-modeller på den fysiska miljön, förbättrar förstärkt verklighet, eller AR, hur en användare uppfattar och interagerar med sin omgivning. Den digitala innehållet visas vanligtvis i realtid med hjälp av en smartphone, surfplatta eller specialiserade AR-glasögon.

Medan de fortfarande är medvetna om sin omedelbara omgivning, kan användare av AR-teknik visa och interagera med virtuella föremål. Många AR-applikationer kan hittas i en mängd olika sektorer, inklusive tillverkning, byggnation, detaljhandel, hälsovård och mer.

Virtuell verklighet kan helt understryka en användare i en simulerad digital miljö som kanske inte alls liknar den verkliga världen. Den virtuella värld som användare går in i när de bär en VR-hjälm kan vara interaktiv och reagerar på deras rörelser.

Tekniken syftar till att ge användare en känsla av närvaro och immersion genom att göra dem känna sig som om de verkligen är “inne” i en virtuell miljö. Både AR och VR har distinkta egenskaper som presenterar intressanta affärsmöjligheter.

Det som är ännu mer intressant är att dessa immersiva blandade verklighetstekniker kombineras med 3D-artificiell intelligens (AI), maskinlärande (ML), molntjänster och sakernas internet (IoT) för att driva allt från utbildning, design, ingenjörskap, produktion, robotik och automation för företag inom olika branscher, särskilt i den växande e-handelsmiljön. Som ett resultat är företag inom tillverkning, hälsovård, teknik, byggnation, energi, bil och finansiella tjänster (för att nämna några) mer konkurrenskraftiga och väl positionerade för framtida tillväxt.

Till slut används dessa tekniker för att hjälpa företag att fatta mer informerade beslut och för att virtuellt komplettera mänskligt kapital för att bättre betjäna kunden. Genom att göra detta kan organisationer skapa en mer robust och personlig upplevelse för kunder, antingen det är en slutkonsument eller en partner i leverantörskedjan. I varje fall flyttar smarta, sluga och framgångsrika organisationer sina arbetsbelastningar till molnmiljöer för att lansera och hantera nya verktyg för skalbara operationer.

Där Immersiv Blandad Verklighet Fortsätter Att Utmana Företag

Utmaningen är att dessa tekniker kräver stora mängder data, förmågan att bearbeta stora mängder data med ofelbara hastigheter och förmågan att skala projekt i en datormiljö som inte alltid tillåter traditionella kontorsmiljöer.

Företag som vill utnyttja “Industri 4.0” genom metaversum kräver en exakt och beständig fusion av den verkliga och virtuella världen. Detta innebär att rendera komplexa modeller och scener i fotorealistisk detalj, återgiven i rätt fysisk plats (i förhållande till både den verkliga och virtuella världen) med rätt skala och korrekt pose. Tänk på den precision och noggrannhet som krävs för att utnyttja AR/VR för att designa, bygga eller reparera komponenter i en flygmotor eller en avancerad kirurgisk enhet som används i medicinska tillämpningar.

Detta uppnås idag genom att använda diskreta GPU:er från en eller flera servrar och leverera de renderade ramarna trådlöst eller på distans till huvudmonterade skärmar (HMD) som Microsoft HoloLens och Oculus Quest.

3D och AI:s Betydelse i Immersiv Blandad Verklighet

En av de viktigaste kraven för blandad verklighetstillämpningar är att exakt överlägga en modell eller en digital tvilling på ett föremål. Detta hjälper till att tillhandahålla arbetsinstruktioner för montering och utbildning och för att upptäcka eventuella fel eller defekter i tillverkning. Användaren kan också spåra föremålet (föremålen) och justera renderingen allteftersom arbetet fortskrider.

De flesta på-enhetens föremålsspårningssystem använder 2D-bild- och/eller märkesbaserad spårning. Detta begränsar kraftigt noggrannheten för överläggning i 3D eftersom 2D-spårning inte kan uppskatta djup med hög noggrannhet, och följaktligen skalan och posen. Detta innebär att även om användare kan få vad som ser ut som en bra match när de tittar från en vinkel och/eller position, förlorar överläggningen sin justering när användaren flyttar runt i 6DOF. Dessutom uppnås föremålsdetektering, identifiering och dess skala och orienteringsuppskattning – kallad föremålsregistrering – i de flesta fall komputermässigt eller med hjälp av enkla datorseende-metoder med standardträningsbibliotek (exempel: Google MediaPipe, VisionLib). Detta fungerar bra för regelbundna och/eller mindre och enklare föremål som händer, ansikten, koppar, bord, stolar, hjul, regelbundna geometriska strukturer etc. Men för stora, komplexa föremål i företagsanvändningsfall är märkt träningsdata (mer i 3D) inte lätt tillgänglig. Detta gör det svårt, om inte omöjligt, att använda 2D-bildbaserad spårning för att justera, överlägga och beständigt spåra föremålet och förena den renderade modellen med det i 3D.

Företagsanvändare övervinner dessa utmaningar genom att utnyttja 3D-miljöer och AI-teknik i sina immersiva blandade verklighetsdesign-/byggnadsprojekt.

Djupinlärningsbaserad 3D-AI tillåter användare att identifiera 3D-föremål av godtycklig form och storlek i olika orienteringar med hög noggrannhet i 3D-rymden. Detta tillvägagångssätt är skalbart med godtycklig form och är lämpligt för användning i företagsanvändningsfall som kräver rendering av komplexa 3D-modeller och digitala tvillingar med deras verkliga motsvarigheter.

Detta kan också skalas för att registrera delvis färdiga strukturer med de kompletta 3D-modellerna, vilket möjliggör pågående konstruktion och montering. Användare uppnår noggrannhet på millimeternivå i föremålsregistrering och rendering med detta plattformsbaserade tillvägagångssätt, som övervinner begränsningarna i den nuvarande enhetsbaserade metoden. Detta tillvägagångssätt för 3D-föremålsspårning kommer att tillåta användare att verkligen förena den verkliga och virtuella världen i företagsapplikationer, vilket öppnar många användningsområden, inklusive men inte begränsat till: utbildning med precisa kontextuella arbetsinstruktioner, defekt- och felupptäckt i konstruktion och montering, och 3D-design och ingenjörskap med livsstora 3D-rendering och överläggning.

Varför Arbeta i en Molnmiljö är Avgörande

Företag och tillverkare bör vara försiktiga med hur de designar och distribuerar dessa tekniker, eftersom det finns en stor skillnad i plattformen de byggs på och optimeras för användning.

Även om tekniker som AR/VR har använts i flera år, har många tillverkare distribuerat virtuella lösningar på enheterna, där all teknisk data lagras lokalt, vilket kraftigt begränsar prestandan och skalan som behövs idag. Det begränsar förmågan att dela kunskap mellan organisationer som kan vara avgörande när man designar nya produkter och förstår det bästa sättet för virtuella byggnader.

Tillverkare idag övervinner dessa begränsningar genom att utnyttja molnbaserade (eller fjärrserverbaserade) AR/VR-plattformar som drivs av distribuerad molnarkitektur och 3D-visionbaserad AI. Dessa molnplattformar tillhandahåller den önskade prestandan och skalbarheten för att driva innovation inom branschen med hastighet och skala.