Промисловість 4.0: Розблокування метавсесвіту: Як AR/VR, AI та 3D-технології розганяють наступну промислову революцію

Іммерсивна змішана реальність та розширена реальність, які складаються з віртуальної реальності (VR) та доповненої реальності (AR), продовжують бути ключовими чинниками інновацій та розширення бізнесу. Ця технологічна рішення змінює спосіб роботи компаній, взаємодію з клієнтами та досягнення цілей, що робить значний вплив на різні галузі.

Хоча ця технологія ще в дитинстві, передбачається, що AR та VR перевищать 100 мільйонів користувачів по всьому світу до 2027 року¹. Ураховуючи цю тенденцію, зрозуміло, що організації, які приймають послуги розробки додатків AR/VR для створення іммерсивних досвідів для своїх користувачів, матимуть успіх сьогодні та в найближчому майбутньому.

Що таке AR/VR

Мета доповненої реальності (AR) та віртуальної реальності (VR) – покращити сприйняття користувачем цифрового світу та взаємодію з ним. Основні відмінності між AR та VR полягають у використовуваних пристроях та характері досвіду: AR відбувається в реальному світі, тоді як VR є повністю віртуальною.

АР і VR входять до категорії іммерсивної технології, відомої як XR, або Розширена реальність. Також існує змішана реальність (MR), яка є по суті комбінацією доповненої реальності (AR) та віртуальної реальності (VR). Вона поєднує фізичний та цифровий світ, створюючи простір, де вони співіснують та взаємодіють в реальному часі.

Доповнена реальність, або AR, покращує сприйняття користувачем свого оточення шляхом накладення цифрових даних, таких як зображення, відео та 3D-моделі, на фізичне середовище. Цифровий контент зазвичай відображається в реальному часі за допомогою смартфона, планшета або спеціальних окулярів AR.

Користувачі технології AR можуть бачити та взаємодіяти з віртуальними об’єктами, залишаючись при цьому свідомими свого безпосереднього оточення. Багато застосунків AR можна знайти в різних галузях, таких як виробництво, будівництво, рітейл, охорона здоров’я та інші.

Віртуальна реальність може повністю занурити користувача в симульоване цифрове середовище, яке може не схоже на реальний світ. Віртуальний світ, який користувачі входять, коли носять шолом VR, може бути інтерактивним та реагувати на їх рухи.

Мета технології – надати користувачам відчуття присутності та іммерсії, роблячи їх такими, що вони ніби “всередині” віртуального середовища. І AR, і VR мають особливі якості, які пропонують цікаві бізнес-можливості.

Ще цікавіше те, що ці іммерсивні змішані реальності технології поєднуються з 3D штучним інтелектом (AI), машинним навчанням (ML), хмарними послугами та Інтернетом речей (IoT), щоб розганяти все, від навчання до проєктування, інженерії, виробництва, робототехніки та автоматизації для підприємств у різних галузях, особливо в зростаючому електронному середовищі. В результаті підприємства у виробництві, охороні здоров’я, технологіях, будівництві, енергетиці, автомобільній та аерокосмічній галузях (щоб назвати декілька) стають більш конкурентоспроможними та краще підготовленими до майбутнього росту.

В кінцевому підсумку ці технології використовуються для того, щоб допомогти компаніям приймати більш обґрунтовані рішення та віртуально доповнювати людський капітал для кращого обслуговування клієнтів. Роблячи це, організації можуть створити більш надійний та персоналізований досвід для клієнтів, незалежно від того, чи це кінцевий споживач, чи партнер у ланцюгу постачання. У кожному випадку розумні, кмітливі та успішні організації переміщують свою інфраструктуру робочого навантаження в хмарні середовища для запуску та управління новими інструментами для масштабованих операцій.

Де іммерсивна змішана реальність продовжує викликати підприємства

Виклик полягає в тому, що ці технології вимагають великої кількості даних, можливості обробляти великі об’єми даних з високою швидкістю та можливості масштабувати проєкти в комп’ютерному середовищі, яке не завжди дозволяє традиційні офісні середовища.

Підприємства, які хочуть використати “Промисловість 4.0” через метавсесвіт, потребують точного та постійного поєднання реального та віртуального світів. Це означає візуалізацію складних моделей та сцен у фотореалістичній якості, візуалізацію у правильному фізичному місці (відносно як реального, так і віртуального світів) з правильним масштабом та точною позою. Подумайте про точність та точність, необхідні для використання AR/VR для проєктування, будівництва чи ремонту компонентів літакового двигуна чи складного хірургічного інструменту, який використовується в медичних застосуваннях.

Це досягається сьогодні за допомогою дискретних GPU з одного або декількох серверів та доставки відтворених кадрів бездротовим або віддаленим способом до шоломів (HMD), таких як Microsoft HoloLens та Oculus Quest.

Важливість 3D та AI в іммерсивній змішаній реальності

Одним з ключових вимог для застосунків змішаної реальності є точне накладення на об’єкт його моделі або цифрового двійника. Це допомагає у наданні інструкцій для збірки та навчання, а також у виявленні помилок або дефектів у виробництві. Користувач також може відстежувати об’єкт(и) та регулювати візуалізацію під час виконання роботи.

Більшість систем відстеження об’єктів на пристрої використовують 2D-образи та/або маркерне відстеження. Це серйозно обмежує точність накладення в 3D, оскільки 2D-відстеження не може оцінити глибину з високою точністю, а отже масштаб та позу. Це означає, що хоча користувачі можуть отримати те, що здається хорошим збігом при розгляді з одного кута чи позиції, накладення втрачає вирівнювання при русі користувача в 6DOF. Також визначення об’єкта, його ідентифікація та оцінка його масштабу та орієнтації – так звана реєстрація об’єкта – досягаються в більшості випадків обчислювально або за допомогою простих методів комп’ютерного зору з стандартними бібліотеками навчання (наприклад, Google MediaPipe, VisionLib). Це працює добре для регулярних та/або менших та простіших об’єктів, таких як руки, обличчя, чашки, столи, стілець, колеса, регулярні геометричні структури тощо. Однак для великих, складних об’єктів у випадках використання підприємств відсутня маркована навчальна дані (ще більше в 3D). Це робить важким, якщо не неможливим, використання 2D-образного відстеження для вирівнювання, накладення та постійного відстеження об’єкта та злиття візуалізованої моделі з ним у 3D.

Підприємства рівня підприємства подолávají ці виклики, використовуючи 3D-навколишнє середовище та технологію AI у свої проєкти іммерсивної змішаної реальності.

Глибокі навчання на основі 3D AI дозволяють користувачам ідентифікувати 3D-об’єкти довільної форми та розміру у різних орієнтаціях з високою точністю у 3D-просторі. Цій підході можна масштабувати з довільною формою, і він підходить для використання у випадках підприємства, які вимагають візуалізації накладення складних 3D-моделей та цифрових двійників з їх реальними аналогами.

Це також можна масштабувати для реєстрації з частково завершеними структурами з повними 3D-моделями, що дозволяє проводити тривале будівництво та збір. Користувачі досягають точності в міліметрах у реєстрації об’єкта та візуалізації з цим підходом, подолавши обмеження поточної реалізації лише на пристрої. Цей підхід до відстеження 3D-об’єктів дозволить користувачам真正но злиття реального та віртуального світів у застосунках підприємства, відкриваючи багато можливостей, включаючи, але не обмежуючись: навчання з точними контекстними інструкціями, виявлення дефектів та помилок у будівництві та збірці, а також 3D-проєктування та інженерія з життєвими 3D-візуалізаціями та накладенням.

Чому робота в хмарному середовищі є важливою

Підприємства та виробники повинні бути обережними у тому, як вони проєктують та розгортають ці технології, оскільки існує велика різниця у платформі, на якій вони будуються та максимізуються для використання.

Хоча технології, такі як AR/VR, використовуються вже протягом декількох років, багато виробників розгорнули віртуальні рішення на пристроях, де всі технологічні дані зберігаються локально, що серйозно обмежує продуктивність та масштаб, необхідні сьогодні для віртуальних проєктів. Це обмежує можливість обміну знаннями між організаціями, які можуть бути критичними при розробці нових продуктів та розумінні кращого способу віртуальної побудови.

Виробники сьогодні подолávají ці обмеження, використовуючи хмарні (або віддалені серверні) платформи AR/VR, які працюють на розподіленій хмарній архітектурі та 3D-візуалізації на основі AI. Ці хмарні платформи забезпечують бажану продуктивність та масштабованість для розгону інновацій у галузі з швидкістю та масштабом.