Индустрия 4.0 Метавселенная разблокирована – как AR/VR, ИИ и 3D-технологии приводят следующую промышленную революцию.

Индустрия 4.0 - AR/VR, ИИ и 3D-технологии в следующей промышленной революции.

Погружающие технологии смешанной реальности и расширенной реальности, которые включают в себя виртуальную реальность (VR) и дополненную реальность (AR), продолжают оставаться ключевыми факторами развития и инноваций в бизнесе. Преобразуя способ работы компаний, взаимодействия с клиентами и достижения целей, эти технологические решения оказывают существенное влияние на множество отраслей.

Хотя они все еще находятся на начальном этапе, ожидается, что как AR, так и VR превысят 100 миллионов пользователей по всему миру к 20271 году. Понимая эту тенденцию, ясно, что организации, принимающие услуги по разработке приложений AR/VR для создания погружающихся впечатлений для своих пользователей, будут выделяться сегодня и в ближайшем будущем.

Что такое AR/VR

Направленные на улучшение восприятия и взаимодействия пользователя с цифровым миром, дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR) являются двумя отдельными, но связанными технологиями. Основные отличия между AR и VR заключаются в используемых устройствах и характере впечатления: AR происходит в реальной среде, тогда как VR полностью виртуальна.

AR и VR входят в категорию погружающей технологии, известной как XR, или расширенная реальность. Есть также смешанная реальность (MR), которая в основном является комбинацией дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Она объединяет физический и цифровой миры, создавая пространство, где они существуют рядом и взаимодействуют в режиме реального времени.

Дополненная реальность или AR улучшает восприятие и взаимодействие пользователя с окружающей средой, наложив цифровые данные, такие как изображения, видео и 3D-модели, поверх физической среды. Цифровой контент обычно отображается в режиме реального времени с использованием смартфона, планшета или специализированных очков AR.

Пользователи технологии AR могут просматривать и взаимодействовать с виртуальными объектами, при этом они все еще остаются в курсе своего окружения. Многочисленные приложения AR могут быть найдены в различных секторах, включая производство, строительство, розничную торговлю, здравоохранение и другие.

Виртуальная реальность может полностью погрузить пользователя в цифровую среду, которая симулируется и может не иметь ничего общего с реальным миром. Виртуальный мир, в который попадают пользователи, надевая VR-очки, может быть интерактивным и реагировать на их движения.

Цель этой технологии – дать пользователям ощущение присутствия и погружения, заставляя их чувствовать себя настоящими «внутри» виртуальной среды. Как AR, так и VR имеют свои особенности, которые представляют интересные деловые возможности.

Еще более интересно то, что эти технологии погружающей смешанной реальности сочетаются с искусственным интеллектом (AI) в 3D, машинным обучением (ML), облачными сервисами и интернетом вещей (IoT), чтобы обеспечить все, начиная от обучения, дизайна, инженерии, производства, робототехники и автоматизации для бизнеса в различных отраслях, особенно в растущей сфере электронной коммерции. В результате предприятия в области производства, здравоохранения, технологий, строительства, энергетики, автомобилестроения, авиации и финансовых услуг (чтобы назвать лишь некоторые) становятся более конкурентоспособными и хорошо подготовленными к будущему росту.

В конечном итоге, эти технологии используются для помощи компаниям в принятии более разумных решений и виртуального дополнения человеческого капитала для лучшего обслуживания клиента. Таким образом, организации могут создавать более надежные и персонализированные впечатления для клиентов, будь то конечные потребители или партнеры в цепочке поставок. В каждом случае умные, опытные и успешные организации переносят свою рабочую инфраструктуру в облачные среды для запуска и управления новыми инструментами для масштабируемых операций.

Где погружающая смешанная реальность продолжает представлять вызовы для предприятий

Проблема заключается в том, что эти технологии требуют больших объемов данных, способности обрабатывать огромные объемы данных с безупречной скоростью и способности масштабировать проекты в компьютерной среде, которая не всегда позволяет это в традиционных офисных условиях.

Предприятия, стремящиеся использовать “Индустрию 4.0” через метавселенную, требуют точного и постоянного соединения реального и виртуального миров. Это означает создание сложных моделей и сцен с фотореалистическими деталями, отображение их в правильном физическом местоположении (с учетом как реального, так и виртуального мира) с правильным масштабом и точным положением. Подумайте о точности и необходимости использования AR/VR для проектирования, создания или ремонта компонентов авиадвигателя или продвинутого хирургического прибора, используемого в медицинских приложениях.

На сегодняшний день это достигается с помощью дискретных графических процессоров (GPU) с одного или нескольких серверов и передачи отрендеренных кадров по беспроводной или удаленной связи на гарнитуры виртуальной реальности (HMD), такие как Microsoft HoloLens и Oculus Quest.

Важность 3D и AI в погружающей смешанной реальности

Один из основных требований для приложений погружающей смешанной реальности – точно наложить на объект его модель или цифровой двойник. Это помогает предоставлять инструкции по сборке и обучению, а также обнаруживать ошибки или дефекты в производстве. Пользователь также может отслеживать объекты и корректировать визуализацию по мере продвижения работы.

Большинство систем отслеживания объектов на устройствах используют 2D-изображения и/или трекинг на основе маркеров. Это серьезно ограничивает точность наложения в 3D, поскольку 2D-отслеживание не может точно оценить глубину, масштаб и положение. Это означает, что даже если пользователь получает то, что кажется хорошим совпадением, глядя с одного угла и/или позиции, наложение теряет выравнивание, когда пользователь двигается в пространстве с шестью степенями свободы. Кроме того, обнаружение объекта, его идентификация и оценка его масштаба и ориентации (называемая регистрацией объекта) достигается, в большинстве случаев, вычислительно или с использованием простых методов компьютерного зрения с использованием стандартных библиотек обучения (например, Google MediaPipe, VisionLib). Это хорошо работает для обычных и/или более маленьких и простых объектов, таких как руки, лица, чашки, столы, стулья, колеса, объекты с регулярной геометрией и т. д. Однако для больших комплексных объектов в корпоративных сценариях использования помеченные данные обучения (особенно в 3D) не всегда доступны. Это затрудняет, если не делает невозможным, использование 2D-отслеживания на основе изображений для выравнивания, наложения и постоянного отслеживания объекта, а также слияния визуализированной модели с ним в 3D.

Корпоративные пользователи преодолевают эти проблемы, используя 3D-окружения и искусственный интеллект в своих проектах по созданию иммерсивной смешанной реальности.

3D-ИИ, основанный на глубоком обучении, позволяет пользователям с высокой точностью идентифицировать 3D-объекты произвольной формы и размера в различных ориентациях в 3D-пространстве. Этот подход масштабируем для любой произвольной формы и подходит для использования в корпоративных сценариях, требующих наложения сложных 3D-моделей и цифровых двойников на их реальные аналоги.

Это также может быть масштабировано для регистрации с частично завершенными структурами и полными 3D-моделями, позволяя осуществлять непрерывное строительство и сборку. Пользователи достигают точности в миллиметрах в регистрации объекта и визуализации с помощью этого платформенного подхода, преодолевая ограничения текущего подхода, основанного только на устройствах. Такой подход к трекингу 3D-объектов позволит пользователям действительно соединить реальный и виртуальный миры в корпоративных приложениях, открывая множество возможностей, включая, но не ограничиваясь: обучение с точными контекстными инструкциями, обнаружение дефектов и ошибок в строительстве и сборке, 3D-дизайн и инжиниринг с визуализацией и наложением 3D-моделей в натуральную величину.

Почему работа в облачной среде критична

Предприятия и производители должны быть осторожны в том, как они разрабатывают и внедряют эти технологии, потому что есть большая разница в платформе, на которой они строятся и которая максимизируется для использования.

Несмотря на то, что технологии, такие как AR/VR, использовались уже несколько лет, многие производители развернули виртуальные решения на устройствах, где все данные технологии хранятся локально, что серьезно ограничивает производительность и масштабность, необходимые для современных виртуальных разработок. Это ограничивает возможность обмена знаниями между организациями, что может быть критично при разработке новых продуктов и понимании наилучшего способа для виртуальной реализации.

Сегодня производители преодолевают эти ограничения, используя облачные (или базирующиеся на удаленных серверах) платформы AR/VR, основанные на распределенной облачной архитектуре и 3D-зрительном ИИ. Эти облачные платформы обеспечивают желаемую производительность и масштабируемость для продвижения инноваций в отрасли с высокой скоростью и масштабом.