如何看待AR增强现实技术的未来?我们该如何应对?

Scope AR 开发的增强现实平台可以应用到很多行业领域,比如制造业、采矿业、教育、能源、汽车,等等。该公司于2011年创立,他们曾参与过很多企业(比如波音)的一次性项目,在实际工作中,Scope AR 公司发现绝大多数项目的成本效益很低,因此他们决定推出一个平台,而不是选择开发一款增强现实 App。【原文链接】

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那得先从这几家增强现实的初创公司的侧重点说起吧。
1.Daqri
Daqri是一家美国洛杉矶的初创公司,专注于研发应用于工业生产的增强现实智能头盔。该智能头盔本身除了是安全帽和防护眼镜的作用,一些工作指令,安全信息和3D地图等可以通过增强现实技术呈现。CES2016上,英特尔与Daqri宣布达成合作关系,为Daqri智能头盔提供英特尔酷睿M7处理器和英特尔RealSense 3D实感技术。一些大公司包括Autodesk,通用电气,日本拓普康等大公司都有对该智能头盔进行测试。
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Daqri宣布董事会新增三名成员。美国太空探索技术公司(SpaceX)人力资源部的Mike Lynch出任Daqri首席人才官,高通产品管理负责人Roy Ashok出任Daqri的首席产品官,维珍集团(Virgin Group)的市场总监Patrick Alo出任Daqri的首席市场官。


Daqri的CEO兼创始人Brian Mullins表示三名成员都是来自各个领域的专家,新成员的加入有望帮助Daqri有效建立公司的品牌知名度,获得新的发展高度。



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这顶安全帽的名字叫Smart Helmet。它有着类似于谷歌眼镜的系统,不过是专为工业应用设计的。人们想要进入建筑工地通常都是需要佩戴安全帽的,DAQRI公司应该从中看到了机遇,打算针对工作环境给安全帽添加一些新功能。
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Smart Helmet设有两块坐落在用户眼前的可伸缩显示屏。这两块显示屏非常像谷歌眼镜和其他增强现实眼镜。当用户不需要用到这两块显示屏时,显示屏就会向上滑行隐藏起来。
这款智能头盔配备了4个摄像头,用户可以360度查看自己所处的环境。头盔还配有一个深度摄像头,而这个深度摄像头对于感知在哪里显示信息这一点是非常重要的。另外,头盔内部的一个测量装置负责追踪用户的移动。DAQRI表示,显示屏在强光或者弱光环境下都能看清,这一点对于能否用于工作场所是非常关键的。
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这款头盔的潜在应用包括拍照、3D地图以及在工人所看到的物体上覆盖指导意见和相关信息。由于头盔是基于Android操作系统的,开发给头盔的应用可以在其他平台使用。购买了头盔的各家公司也可以开发适合自己的应用。
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“该款智能头盔可以感知佩戴者如何通过一片区域,绘制出周边环境图,并就现场情况搭建出3D重建模型。”,官方介绍写道,“当很多人同时佩戴Daqri头盔时,他们可以共享彼此的信息数据,通过收集每个人的数据,可以建起完整的现场3D模型。”


工人可以通过头盔清楚分辨复杂的管道情况,获得热成像,并与指导工作的监工进行信息交换,获得下一步的工作指令。
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Daqri于一年前宣布这款智能AR头盔的问世。目前产品已进入与多家公司的合作测试阶段。Hyperloop、西门子以及Autodesk等公司已预订了一批产品用于户外作业,还有几家跨行业前沿企业也下了预购订单。


“从消费者角度来说,并不存在更多需求挖掘的必要,”Kammerait说,“工业行业一直希望能找到提高效率的新方法。”


 


 
2.Ngrain
NGRAIN公司是一家3D交互式训练方案供应商,公司总部位于加拿大温哥华市。公司致力于在复杂的设备上实现快速安装、维护和维修,通过推广一种在普通计算机上实现卓越的3D交互式水平训练方案,能够使普通的计算机用户快速创作出富含大量信息元素的虚拟设备,提高现有的电子教学素材,同时保证新手在第一时间正确操作成为可能。
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通过增强现实技术和交互式3D,NGRAIN可以优化人与机器的的交互。最大限度地提高生产力依旧降低管理风险和犯错的代价。NGRAIN提供的工具,可以让员工自己评估损伤设备以及制定现场维修的计划。并可以帮助技术员得到反馈实时正确组装是否已经安装完毕,确保设备总是正确的操作。
 
3.Vuforia
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Vuforia被高通(Qualcomm)卖给PTC,Vuforia最早是高通推出的针对移动设备扩增实境应用的软件开发工具包。它利用计算机视觉技术实时识别和捕捉平面图像或简单的三维物体(例如盒子),然后允许开发者通过照相机取景器放置虚拟物体并调整物体在镜头前实体背景上的位置。
Vuforia在盈利上的弱势便是其痛下其手的原因。而且高通并不是一家有软件公司基因的公司。从Vuforia的定位来说,其已经完成了其教育市场的使命。N年前,高通必须通过AR的运用来拉动其芯片的销售。当地球人都知道VR和AR的时候,Vuforia的传教士的使命可以说是完成了。当下高通聚焦在其骁龙820处理器,并且820处理器也主打机器视觉的体验(DSP、ISP、GPU和CPU的不同组合),这里的机器视觉已经不仅局限于AR,还有更加通用的扑捉,识别,跟踪,甚至未来将为驾驶辅助功能(如行人、车道和交通标志探测)提供理想构建模块,从而支持更佳的驾驶体验。
再来谈谈PTC这家公司,不关注制造业的人可能基本没听过这家公司。P公司主要关注于制造业的信息化,主打机械三维设计软件CREO(以前的pro/E),PLM,ALM,SLM(产品设计及服务管理),IOT. 或许大家听过工业4.0的概念,在工业4.0的体系里,P公司的解决方案在整个流程的前端起着非常重要的作用。很多制造业的巨头的研发管理体系都借由此类平台软件打造。比如华为的IPD(集成产品开发),便是由IBM做咨询导入,P公司的软件落地。
由于拥有完整的Intent of Things(物联网)的解决方案,针对Things,P公司希望围绕things尽量延展。Things是三维CAD里的每个部件,他会从概念设计一直被追中到售后服务。当things越来越赋予动态的数据,类似于智能硬件。如何以更好的形式去消费这些信息就变得非常重要了。对PTC来说,实时的数据可以叠加到things上。尤其是对2B市场的维护维修以及运营人员而言,基于上下文以及图像化的精准信息是提高效率的利器。
 Vuforia从一家硬件的公司转移到一家软件运用形态的公司。这个转移恰逢其时。AR远没有达到2C的普及阶段。PTC在物联网和制造业的积累,可以帮助Vuforia纵深上深挖行业运用。但P公司没有运营社区的经验,而这点对以占领绝大部分市场的Vuforia及其重要。毕竟要服务的对象并不仅仅是大型制造业。
1.更大场景,更复杂环境的感知(类似工业领域,环境肯定非常复杂)
当前的VOFURIA在小场景领域可以通过机器视觉构建出大概的三维空间,从而虚拟物体能够和实际的空间进行交互。比如我们可以把书桌变为一个晒车的跑道。但是当我们把小空间拓展到大场景,问题就变的比较复杂了。现有的硬件如何实时地去扫描出整个大空间?机器视觉的理论层面上如何支撑算法的鲁棒性?这都是要解决的问题。要知道现在的机器视觉依然对透明反光的物体,复杂变换的光照环境力不从心。
2.人机交互的新形式
每次计算范式的转变,就意味着平台的迁移。显然当前的AR依然寄生在移动互联网平台下,这是当下硬件软件不成熟时期的折衷方案。AR要承担起下一代计算平台的话,必然是有别于当前的这种交互形式。当然很多初创公司已经开始利用眼镜这种形式来探索,并且他们寄希望于B端的客户。有别于利用鼠标和手指触摸的交互,AR的交互更接近于现实场景中最自然的交互。目前很多初创公司在这个领域努力,期待在任何环境下,能把全身的动作映射到虚拟空间里。当然目前并没有一个大一统的解决方案,在技术层面有惯捕,光捕,载波定位,激光定位等。这些技术如何演化成简便和高效的工具依然是个未知数,让我们拭目以待吧。除了显性地交互,通过AI技术快速识别和感知物体,也便于我们在精准的上下文环境下交互。感谢深度学习和云计算的发展,这些技术在逐步帮助我们提高感知的精度和鲁棒性。
3.硬件的复杂程度
AR的硬件并不是现有元器件的简单拼凑。在显示技术上,有光波导,动态光场显示等。这些流派或多或少都得在基础元器件上制造新的轮子。Vuforia的确是有先发优势,但是科技界向来是变换剧烈的舞台。
 
 
 

包锞炜 - 指点江山,激扬科技,科技有担当,知识有力量

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讲讲其他几个技术吧。
1.ARToolKit对于开发一个AR程序来说,最困难的部分在于实时的将虚拟图像覆盖到用户视口,并且和真实世界中的对象精确对齐。ARToolKit 提供快速和准确的标记跟踪,能够让你快速的开发出许多更新更有趣的AR程序。ARToolKit 包含了跟踪库和这些库的完整源代码,开发者可以根据平台的不同调整接口,也可以使用自己的跟踪算法来代替它们。
ARToolKit最早是MIT实验室的产品,现在被Daqri收购,目前还处于开源状态。有行业人士表示,该技术比较适合初学者。
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2.Wikitude
Wikitude一站式AR解决方案包括图像识别和追踪、3D模型渲染、视频叠加以及基于地理AR等核心技术,基于该技术,开发团队曾开发了增强现实导航应用Wikitude Drive,本质上是一个GPS导航应用软件,但让它卓尔不群的特质是,用户看到的不是地图,而是前方街道的实时视图,以及叠加在视频上方的导航数据。但由于该平台已经开始收费,对初创企业来说成本问题可能需要多考虑。
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3.Catchoom
这是一家西班牙的公司研发的SDK,能够识别3D以及一些遥远甚至闭塞的物体,并在一秒钟内实现精确识别。
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说说我稍微了解的仪器仪表行业吧,我觉得未来维修行业就能使用这个平台,维修技术人员可以使用智能手机、以相机视图模式把设备维修的过程录制下来,然后把视频发送给业内专家。此时,专家能够更直观的看到维修工人的整个操作步骤,因此也能“对症下药”,提供准确的建议和帮助。
增强现实可以用于指导安装,维护,维修等,而虚拟现实可以用于教育,培训等。当然这是我比较浅显的看法,因为毕竟不可能是全行通。

姑苏熊公子 - 伐道的姑苏熊公子

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对于这个问题,最近很火,应该说是在很多领域能掀起一场革命,对于成本和安全的控制,仿真自动化的便捷和高效,所以肤浅的看法是肯定会缩短很多行业的进程,从而把一些技术和工艺带入新的快车道。

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AR技术侧重于精密仪器制造和维修、辅助教学与培训、医疗研究与解剖训练、军事侦察及作战指挥、抢险救灾等领域,举几个应用场景让大家容易理解
 
1、工业装配

在船舶、飞机、火车、汽车、机床等大型设备生产现场,有大量具有较高专业技能的工人,他们操作繁杂,步骤多,容易出现遗漏或重复,造成安全隐患,对工人的要求也比较高。

如果工人佩戴AR眼镜,根据全息画面的指导,进行标准化的操作,可看到接下来的工作步骤,看到面前设备或物品的信息,看到工作行动路线。不仅避免出错,还提高效率,也能缩短工人培训周期。

如果工人遇到问题,佩戴AR眼镜,与专家远程连线,专家就能以工人的第一视角观察情况,进而了解问题所在,指导工人如何处理。不仅问题可即时处理,而且不用专家到现场,节省一大笔路费。

2、工业维修

工业设备种类越来越多、数量越来越大、现场环境越来越复杂,维修、维护已经成为日益严峻的难题。维修人员要识别不同品牌/型号/部件,诊断故障,使用合适的工具,更换相应的部件,采取针对性的维修方法,要靠大量经验积累,效率低,出错率高,对维修人员的要求也比较高。

如果维修人员佩戴AR眼镜,扫描机器后就可以得知设备的产品型号、维修记录等,可以直接下载设备的维修手册,显示解决设备故障的具体操作步骤,甚至细到如何拆卸零部件,这样可以大大减少维修人员培训费用和培训周期。

通过AR技术,可以进行远程协作及工作指导,让后台专家看到前台维修人员的第一视角画面,实时提供高效率的工作指示与指导,降低人为错误、因为现场人员经验不足而产生的效率低下、等待专家的时间耗费等情况,同时提高工作安全性。
 
3、实操培训

在工业领域,有大量的工人需要操作类培训,传统的培训方式效果有限,企业花费高昂的培训费用,但培训一直存在学习者无法做到即学即用、耗费教导人员的时间精力等痛点。

如果工人佩戴AR眼镜,由系统指导所有的标准步骤,使学习场景与工作场景无限接近直至重叠,并且解放双手,直接解决“学时不能用,用时不能学”的问题,极大提高培训的用户体验。


4、急救辅助

在医疗急救中,有许多疾病常常需要争分夺秒。如果急救车上的急救人员佩戴AR眼镜,直播急救场景给到医院后端的医生,医院医生实时指导急救员急救,并让手术人员通过直播,提前准备手术方案,这样将可能让急救过程争取到宝贵的时间。

5、医疗教学

从医学院学生到医生的培养不仅需要大量的理论基础,同样需要实践积累,但是手术室内可容纳的观摩人数有限,并且太初级的学生进入手术室可能会影响手术操作,因此如果医生佩戴AR眼镜,对手术直播,能让学生了解手术第一现场,同时记录下内容也可以在术后进行操作分析。

另外手术直播方便多方会诊、合作手术。有些复杂手术需要多位专家会诊,无论专家身在何方,都能够了解手术进度和操作详情,并且与主刀医生即使沟通、指导操作。
 
6、水下救援

在水下,潜水员视角小,可视度低。如果佩戴AR眼镜能识别潜水员所看到的物体,能让潜水员知道自己的位置,能显示声纳图像,或者在接近0可见度的环境下,仍然能够看见周围的环境,那对潜水员会有不小的帮助。

7、抢险救灾

重大事故发生时,专业指挥对现场救援至关重要。但往往事发突然,专家无法在第一时间赶到现场,容易错过救援的黄金时间。事故现场环境陌生、复杂,无法第一时间了解现场情况,影响救援效率。

如果消防与抢险人员佩戴AR眼镜,可实时查看建筑内部构造图、周边电网平面布置图及其他影响救援工作信息,可与现场真实环境匹配,精准定位最佳救援路线,选择最优救援手段,寻找最近消防栓位置,方便队员间位置确认及交流,极大提高救援效率。

AR技术还可将复杂事故现场情况远程传输给指挥中心,救援专家可根据实际场景,布局现场工作,并对现场传回的图像进行跟踪,实时下达救援命令。

从上面的应用场景来看,AR技术拥有广泛的应用基础。其实已经有很多实际的应用案例,比如:

a、早在20世纪90年代初,美国波音公司就已经将AR技术应用于飞机制造中的电力线缆的连接和接线器的装配中。

b、2003年,德国成功研制出用于工业设备装配和维修的Starmate系统和Arvika系统,之后,欧洲航空防务与航天公司(EADS)利用Arvika系统,指导工人轻松地完成高密度布线工作。

c、2016年,微软与美国宇航局(NASA)合作代号为“Sidekick”的项目,宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)在国际空间站使用HoloLens增强现实设备进行空间站的使用和维修。
 

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