Ngành Công nghiệp 4.0 Metaverse Mở khóa: Cách AR/VR, AI và Công nghệ 3D Đang Đẩy Mạnh Cuộc Cách Mạng Công nghiệp Tiếp theo

Trực quan thực tế ảo và công nghệ thực tế ảo mở rộng, bao gồm thực tế ảo (VR) và thực tế ảo tăng cường (AR), tiếp tục là những yếu tố chính thúc đẩy đổi mới và mở rộng kinh doanh. Bằng cách biến đổi cách các công ty hoạt động, tương tác với khách hàng và đạt được mục tiêu, bộ giải pháp công nghệ này đã tạo ra tác động đáng kể trên nhiều ngành công nghiệp.

Mặc dù vẫn còn trong giai đoạn sơ khai, nhưng dự kiến cả AR và VR sẽ vượt qua 100 triệu người dùng trên toàn thế giới vào năm 2027¹. Nhận ra xu hướng này, rõ ràng là các tổ chức áp dụng dịch vụ phát triển ứng dụng AR/VR để tạo ra trải nghiệm trực quan cho người dùng sẽ thành công ngày nay và trong tương lai gần.

AR/VR là gì

Nhằm cải thiện nhận thức và tương tác của người dùng với thế giới kỹ thuật số, thực tế ảo tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR) là hai công nghệ riêng biệt nhưng liên quan. Sự khác biệt chính giữa AR và VR là thiết bị được sử dụng và bản chất của trải nghiệm: AR diễn ra trong môi trường thế giới thực, trong khi VR hoàn toàn ảo.

AR và VR đều được bao gồm trong danh mục công nghệ trực quan được gọi là XR, hoặc Thực tế Mở rộng. Ngoài ra, còn có thực tế hỗn hợp (MR), vốn là sự kết hợp giữa thực tế ảo tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR). Nó kết hợp thế giới vật lý và thế giới kỹ thuật số để xây dựng một không gian nơi chúng cùng tồn tại và giao tiếp trong thời gian thực.

Bằng cách chồng lên dữ liệu kỹ thuật số như hình ảnh, video và mô hình 3D lên môi trường vật lý, thực tế ảo tăng cường, hoặc AR, cải thiện cách người dùng nhận thức và tương tác với môi trường xung quanh. Nội dung kỹ thuật số thường được hiển thị trong thời gian thực bằng điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc kính AR chuyên dụng.

Người dùng công nghệ AR có thể xem và tương tác với các đối tượng ảo trong khi vẫn nhận thức được môi trường xung quanh. Nhiều ứng dụng AR có thể được tìm thấy trong nhiều lĩnh vực, bao gồm sản xuất, xây dựng, bán lẻ, chăm sóc sức khỏe và nhiều hơn nữa.

Thực tế ảo có thể hoàn toàn ngâm mình trong một môi trường kỹ thuật số được mô phỏng và có thể không giống với thế giới thực. Thế giới ảo mà người dùng nhập khi đeo kính VR có thể là tương tác và phản ứng với chuyển động của họ.

Công nghệ này nhằm cung cấp cho người dùng cảm giác về sự hiện diện và trực quan bằng cách khiến họ cảm thấy như thể họ thực sự “trong” một môi trường ảo. Cả AR và VR đều có những đặc điểm riêng biệt mang lại cơ hội kinh doanh thú vị.

Còn gì thú vị hơn là những công nghệ thực tế ảo trực quan này đang kết hợp với trí tuệ nhân tạo 3D (AI), học máy (ML), dịch vụ đám mây và Internet của vạn vật (IoT) để cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ đào tạo, thiết kế, kỹ thuật, sản xuất, robot và tự động hóa cho các doanh nghiệp trên nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong môi trường thương mại điện tử đang phát triển. Do đó, các doanh nghiệp trong sản xuất, chăm sóc sức khỏe, công nghệ, xây dựng, năng lượng, ô tô, hàng không và dịch vụ tài chính (để đặt tên) đang trở nên cạnh tranh hơn và được định vị tốt cho sự phát triển trong tương lai.

Cuối cùng, những công nghệ này đang được tận dụng để giúp các công ty đưa ra quyết định thông minh hơn và bổ sung vốn con người một cách ảo để phục vụ khách hàng tốt hơn. Bằng cách này, các tổ chức có thể tạo ra trải nghiệm mạnh mẽ và cá nhân hóa hơn cho khách hàng, dù đó là người tiêu dùng cuối cùng hay đối tác dọc theo chuỗi cung ứng. Trong mọi trường hợp, các tổ chức thông minh, tinh tế và thành công đang di chuyển cơ sở hạ tầng công việc của họ sang môi trường đám mây để khởi chạy và quản lý các công cụ mới cho hoạt động có thể mở rộng.

Ở đâu Thực tế Trực quan Hỗn hợp Tiếp tục Thử thách Doanh nghiệp

Thử thách là những công nghệ này đòi hỏi liều lượng dữ liệu lớn, khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ với tốc độ hoàn hảo và khả năng mở rộng dự án trong môi trường máy tính không thường cho phép trong môi trường văn phòng truyền thống.

Các doanh nghiệp muốn tận dụng “Ngành Công nghiệp 4.0” thông qua metaverse đòi hỏi sự kết hợp chính xác và liên tục giữa thế giới thực và ảo. Điều này có nghĩa là việc kết xuất các mô hình và cảnh phức tạp với chi tiết ảnh thực, được kết xuất tại vị trí vật lý chính xác (với sự tôn trọng cả thế giới thực và ảo) với tỷ lệ và tư thế chính xác. Hãy nghĩ về độ chính xác và bản chất chính xác cần thiết khi tận dụng AR/VR để thiết kế, xây dựng hoặc sửa chữa các thành phần của động cơ máy bay hoặc thiết bị phẫu thuật tiên tiến được sử dụng trong ứng dụng y tế.

Điều này được thực hiện ngày nay bằng cách sử dụng GPU rời từ một hoặc nhiều máy chủ và cung cấp các khung hình được kết xuất không dây hoặc từ xa đến các màn hình gắn trên đầu (HMD) như Microsoft HoloLens và Oculus Quest.

Tầm quan trọng của 3D & AI trong Thực tế Trực quan Hỗn hợp

Một trong những yêu cầu chính cho các ứng dụng thực tế hỗn hợp là chồng chính xác lên một đối tượng mô hình của nó hoặc bản sao kỹ thuật số. Điều này giúp cung cấp hướng dẫn công việc cho lắp ráp và đào tạo, và để bắt lỗi hoặc khiếm khuyết trong sản xuất. Người dùng cũng có thể theo dõi đối tượng (các đối tượng) và điều chỉnh việc kết xuất khi công việc tiến triển.

Hầu hết các hệ thống theo dõi đối tượng trên thiết bị sử dụng theo dõi dựa trên hình ảnh 2D và/hoặc dựa trên mã vạch. Điều này hạn chế nghiêm trọng độ chính xác của việc chồng lên trong 3D vì theo dõi 2D không thể ước tính độ sâu với độ chính xác cao, và do đó tỷ lệ và tư thế. Điều này có nghĩa là mặc dù người dùng có thể nhận được sự phù hợp trông có vẻ tốt khi nhìn từ một góc độ và/hoặc vị trí, nhưng việc chồng lên sẽ mất sự căn chỉnh khi người dùng di chuyển xung quanh trong 6DOF. Ngoài ra, việc phát hiện đối tượng, xác định và ước tính tỷ lệ và hướng của nó – được gọi là đăng ký đối tượng – được thực hiện, trong hầu hết các trường hợp, bằng cách tính toán hoặc sử dụng các phương pháp thị giác máy tính đơn giản với các thư viện đào tạo tiêu chuẩn (ví dụ: Google MediaPipe, VisionLib). Điều này hoạt động tốt cho các đối tượng thường xuyên và/hoặc nhỏ hơn và đơn giản hơn như tay, khuôn mặt, cốc, bàn, ghế, bánh xe, cấu trúc hình học thường xuyên, v.v. Tuy nhiên, đối với các đối tượng phức tạp và lớn trong các trường hợp sử dụng doanh nghiệp, dữ liệu đào tạo được dán nhãn (hơn thế trong 3D) không có sẵn. Điều này khiến việc sử dụng theo dõi dựa trên hình ảnh 2D để căn chỉnh, chồng lên và theo dõi liên tục đối tượng và hợp nhất mô hình kết xuất với nó trong 3D trở nên khó khăn, nếu không muốn nói là không thể.

Người dùng cấp doanh nghiệp đang vượt qua những thách thức này bằng cách tận dụng môi trường 3D và công nghệ AI vào các dự án thiết kế/xây dựng thực tế hỗn hợp.

Công nghệ AI 3D dựa trên học sâu cho phép người dùng xác định đối tượng 3D có hình dạng và kích thước tùy ý với độ chính xác cao trong không gian 3D. Cách tiếp cận này có thể mở rộng với bất kỳ hình dạng nào và có thể được sử dụng trong các trường hợp sử dụng doanh nghiệp yêu cầu kết xuất chồng lên các mô hình và bản sao kỹ thuật số phức tạp với các đối tác trong thế giới thực.

Điều này cũng có thể được mở rộng để đăng ký với các cấu trúc chưa hoàn thành với các mô hình 3D hoàn chỉnh, cho phép xây dựng và lắp ráp liên tục. Người dùng đạt được độ chính xác tính bằng milimét trong việc đăng ký và kết xuất đối tượng với cách tiếp cận này, vượt qua hạn chế của phương pháp chỉ trên thiết bị. Cách tiếp cận này để theo dõi đối tượng 3D sẽ cho phép người dùng thực sự hợp nhất thế giới thực và ảo trong các ứng dụng doanh nghiệp, mở ra nhiều ứng dụng bao gồm nhưng không giới hạn ở: đào tạo với hướng dẫn công việc chính xác, phát hiện lỗi và khiếm khuyết trong xây dựng và lắp ráp, và thiết kế và kỹ thuật 3D với kết xuất và chồng lên kích thước thật.

Tại sao Làm việc trong Môi trường Đám mây là Quan trọng

Các doanh nghiệp và nhà sản xuất nên cẩn thận khi thiết kế và triển khai những công nghệ này, vì có sự khác biệt lớn trong nền tảng chúng được xây dựng và tối ưu hóa cho sử dụng.

Mặc dù công nghệ như AR/VR đã được sử dụng trong nhiều năm, nhưng nhiều nhà sản xuất đã triển khai các giải pháp ảo trên thiết bị, nơi tất cả dữ liệu công nghệ được lưu trữ cục bộ, hạn chế nghiêm trọng hiệu suất và khả năng mở rộng cần thiết cho các thiết kế ảo ngày nay. Nó hạn chế khả năng chia sẻ kiến thức giữa các tổ chức có thể quan trọng khi thiết kế sản phẩm mới và hiểu cách tốt nhất để xây dựng ảo.

Ngày nay, các nhà sản xuất đang vượt qua những hạn chế này bằng cách tận dụng các nền tảng AR/VR dựa trên đám mây (hoặc dựa trên máy chủ từ xa) được hỗ trợ bởi kiến trúc đám mây phân tán và AI dựa trên tầm nhìn 3D. Những nền tảng đám mây này cung cấp hiệu suất và khả năng mở rộng mong muốn để thúc đẩy đổi mới trong ngành công nghiệp với tốc độ và quy mô.