AR技術在工業領域的應用與暢想
責任編輯:傳說的落葉 時間:2017-08-26 13:17
[導讀]《Pokemon Go》出現以后,大眾對于AR(增強現實)技術的認知已經不再是僅僅停留在研究階段,之前為投資者所看好的廣闊市場機會也逐漸顯現。
《Pokemon Go》出現以后,大眾對于AR(增強現實)技術的認知已經不再是僅僅停留在研究階段,之前為投資者所看好的廣闊市場機會也逐漸顯現。不少機構預測,在不久的將來,產業規模將達到上千億美元,市場調研公司Digi-Capital研究預測,到2020年,市場規模將是VR的4倍以上。同時,隨著游戲的火爆以及市場上越來越多的設備進入工業領域,不少現有的工作模式將被改變甚至顛覆。
《Pokemon Go》已經打開人們對于AR大眾消費的想象空間。而在工業領域,AR也正在改變人們的生產方式。那么它到底是什么樣的技術呢?其實,AR是‘Augmented Reality’的簡稱,意為增強現實技術。它就是一種可以將虛擬世界與現實世界進行無縫對接的技術。應用該技術,我們可以通過屏幕媒介看到虛擬景象在現實景象中呈現。區別于現今大量運用于娛樂和游戲領域的VR虛擬現實技術(一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統),VR技術呈現在人面前的都是在計算機中營造出來的虛擬的事物。AR技術使人看到的有一部分是真實事物,一部分是假的虛擬事物。VR是接近現實,AR是超越現實。
AR+工業領域
目前AR技術側重于精密儀器制造和維修、輔助教學與培訓、醫療研究與解剖訓練、軍事偵察及作戰指揮、搶險救災等領域。舉幾個應用場景讓大家容易理解:
1. 工業裝配
在船舶、飛機、火車、汽車、機床等大型設備生產現場,有大量具有較高專業技能的工人,他們操作繁雜,步驟多,容易出現遺漏或重復,造成安全隱患,對工人的要求也比較高。
如果工人佩戴AR眼鏡,根據全息畫面的指導,進行標準化的操作,可看到接下來的工作步驟,看到面前設備或物品的信息,看到工作行動路線。不僅避免出錯,還提高效率,也能縮短工人培訓周期。
如果工人遇到問題,佩戴AR眼鏡,與專家遠程連線,專家就能以工人的第一視角觀察情況,進而了解問題所在,指導工人如何處理。不僅問題可即時處理,而且不用專家到現場,節省一大筆路費。
2. 工業維修
工業設備種類越來越多、數量越來越大、現場環境越來越復雜,維修、維護已經成為日益嚴峻的難題。維修人員要識別不同品牌/型號/部件,診斷故障,使用合適的工具,更換相應的部件,采取針對性的維修方法,要靠大量經驗積累,效率低,出錯率高,對維修人員的要求也比較高。
如果維修人員佩戴AR眼鏡,掃描機器后就可以得知設備的產品型號、維修記錄等,可以直接下載設備的維修手冊,顯示解決設備故障的具體操作步驟,甚至細到如何拆卸零部件,這樣可以大大減少維修人員培訓費用和培訓周期。
通過AR技術,可以進行遠程協作及工作指導,讓后臺專家看到前臺維修人員的第一視角畫面,實時提供高效率的工作指示與指導,降低人為錯誤、因為現場人員經驗不足而產生的效率低下、等待專家的時間耗費等情況,同時提高工作安全性。
3. 實操培訓
在工業領域,有大量的工人需要操作類培訓,傳統的培訓方式效果有限,企業花費高昂的培訓費用,但培訓一直存在學習者無法做到即學即用、耗費教導人員的時間精力等痛點。
如果工人佩戴AR眼鏡,由系統指導所有的標準步驟,使學習場景與工作場景無限接近直至重疊,并且解放雙手,直接解決“學時不能用,用時不能學”的問題,極大提高培訓的用戶體驗。
中外發展現狀如何
從上面的應用場景來看,AR技術擁有廣泛的應用基礎。在國外其實已經有很多典型的實際應用案例,比如:
a.早在20世紀90年代初,美國波音公司就已經將AR技術應用于飛機制造中的電力線纜的連接和接線器的裝配中。
b.2003年,德國成功研制出用于工業設備裝配和維修的Starmate系統和Arvika系統,之后,歐洲航空防務與航天公司(EADS)利用Arvika系統,指導工人輕松地完成高密度布線工作。
c.2016年,微軟與美國宇航局(NASA)合作代號為“Sidekick”的項目,宇航員斯科特凱利(Scott Kelly)在國際空間站使用HoloLens增強現實設備進行空間站的使用和維修。
中國增強現實產業聯盟常務副秘書長崔升戴認為,國內的AR、VR發展很快,但與國外技術相比尚存在一定差距,不過這一差距正在縮小。他預測,AR技術在互聯網和企業運用中有著很大的前景和空間,今年下半年很可能迎來行業引爆點。
從國內目前市場上的解決方案,我們可以看到AR技術應用非常豐富,從家居這個領域來說,宜家家居就是其中的代表;從工業領域來看,將工業細節和運作管理淋漓盡致地展現也是AR技術發揮的一大特長;拿汽車領域來說,將汽車通過終端虛實結合讓消費者看到滿意的車型具體的形態和特征更有利于促進汽車銷售,前一段比較火的就是汽車之家準備將AR技術引用到該領域;最后再看看教育領域,AR技術與教育的化學反應還是比較明顯的,我們可以看到市場上的各式各樣的AR圖書。
國內國外的案例
可以說市場前景廣闊?,F在盤點一下最近比較火的國內外AR應用,它們涉及游戲、影視、日常生活用品等,深入展現一下AR技術到底是什么,當前主要有哪些運用這門技術的領域。
①AR在游戲業的應用
最典型的案例就是Pokemon Go。Pokemon Go的原型是口袋妖怪,一款任天堂的知名角色扮演游戲。但是,當這款游戲與AR技術相遇,卻玩出了新意。你能看到現實的大樓、辦公室、道路與虛擬世界的寵物小精靈的道館及寵物站相結合。這樣的一種強烈代入感,實現了不少人追尋二次元世界入口的夢想,玩到根本停不下來。
②AR技術在影視中的應用
中國第一部全真人CG動畫電影《爵跡》就是典型,拋開電影情節,把AR技術與影視結合這一點體現了創作者的前衛意識。
一是真人與魔幻CG場景結合。真實的人物表演,然而場景和裝扮都是虛擬的電腦CG,真真假假,虛虛實實,體現創作團隊對于現實與虛擬技術的摸索;
二是影視周邊通過AR推廣。將影視周邊產品與AR變裝APP打通,也就是影迷可以用手機照射一下,欣賞屏幕里自己穿上影片中角色服裝的樣子(通過AR);
三是AR+IP+新型戶外廣告。在人民廣場(福州路)的公交站臺電視大屏,用戶只要站在屏幕前,攝像頭就會自動人臉識別,為用戶裝備上電影《爵跡》人物的頭盔和靈魂回路,使每個用戶化身為王爵和使徒,征戰于奧汀大陸。
③AR在服裝領域的應用
T恤界風格萬千,有酷炫的Freestyle嘻哈風,有可愛的甜美風,更有具有紀念意義的紀念衫等等。當融入AR技術后,T恤的風格更加形象具體。比如,納金網研發的百變臉APP,AR骷髏、小籠包、嬉皮士等個性T恤,只要使用手機APP掃一掃,T恤上的圖案立馬出現在現實場景之中唱起歌跳起舞,甚是搞怪。更好玩的是,AR圖像的主人公頭像還可以由你自行上傳新的頭像進行更改。
④AR在生活用品上的應用
生活用品領域之大,AR應用在其中也是大施拳腳,引人注目。從納金網的DEMO來看,AR技術已經被應用到傘業、紙業等領域。納金網推出的一款生活用品就是把AR技術融入平常得不能再平常的抽紙,只要使用APP掃一掃,抽紙上的男生女生便相互靠攏,給對方一個甜美的吻,非常有愛。
⑤AR在教育上的應用
還在那個秘密花園里團團轉?現在迪士尼在研究更過癮的玩法啊,給涂色書加上一個App,笨笨的大象、可愛的瓢蟲和傻氣的章魚,全都成了活靈活現站在你面前。
⑥AR在汽車領域的應用
A. 倒車影像就是AR技術在汽車領域的最為常見的應用之一,它們并沒有想象中那么遙不可及。所以AR其實離我們并不遙遠,但這僅僅只是AR+安全駕駛的概念模型初級階段而已。
B. 寶馬聯合高通推出了一款專為車主配備的AR眼鏡,帶上這款AR眼鏡駕駛員在開車時可以看到導航數據、行駛速度、限速提示、岔口信息等。這款AR眼鏡能為司機提供的并不僅限于上述行車相關信息。據介紹,用戶收到的手機消息也會在眼前的虛擬屏幕上顯示。整個行車過程,司機只用專注眼前的一個屏就可以在安全駕駛的同時,處理各種事情。寶馬Mini的增強現實設備為我們展現了增強現實技術現在能做的,同時也讓我們看到了未來努力的方向。
未來發展
可見,不僅僅以上羅列出來的這些案例,隨著增強現實技術的迅速發展,其應用已經滲透到絕大多數領域。世界各國也積極地針對增強現實技術做出了對應的戰略計劃。此外,微軟、谷歌、蘋果等高技術企業也在爭先恐后地布局增強現實技術領域,力求占據未來科技高點。
目前,AR技術未能更加全面發展,面臨的困難大概如下:
1.沒有形成多點開花、齊頭并進的應用突破,場景狹窄,應用寥寥,很容易形成審美疲勞。
2.沒有統一的技術標準和應用設備,開發成本像一道高墻,把產品和研發的創意擋到了墻外。使用者每體驗一款應用就得下一個APP。
3.設備受限。免去笨重AR頭盔不講,手機或平板的屏幕也限制了使用者的視野,弱化了現實與虛擬的無縫對接。
然而蘋果在 2017 WWDC 發布的 ARKit 解決了第二個問題的一部分。因為上億部的 iOS 設備都能使用該應用。眾多AR技術開發者,也可基于該平臺進行創作。但是,對于安卓系統使用者來講,就沒辦法體會到該福利了。即使這樣,筆者認為,這也是AR技術的又一個里程碑。
對于第一個問題和第三個問題,簡單來說便是內容與設備的問題。對于內容來說。AR之所以讓人興奮,很大程度上源于終端用戶參與內容創作的發展前景。個人內容創作是促使用戶積極參與而非被動觀察的關鍵所在。筆者大膽想像一番,假設未來使用者都能親自參與AR內容創作,并且能夠與如今火熱的直播相互結合,群眾的想象力之豐富又何懼AR技術會再讓人審美疲勞呢?至于設備,筆者暢想,未來的AR屏顯媒介可以像眼睛一般便于攜帶,并且不會給人不舒服的感覺,甚至可以薄到如同今日的隱形眼鏡附于人類眼球之上,直接將虛擬景象與現實景象傳輸到大腦內。
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