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AR技术在工业领域的应用与畅想

来源:纳金网 浏览数:
责任编辑:传说的落叶
时间:2017-08-26 13:17

[导读]《Pokemon Go》出现以后,大众对于AR(增强现实)技术的认知已经不再是仅仅停留在研究阶段,之前为投资者所看好的广阔市场机会也逐渐显现。

《Pokemon Go》出现以后,大众对于AR(增强现实)技术的认知已经不再是仅仅停留在研究阶段,之前为投资者所看好的广阔市场机会也逐渐显现。不少机构预测,在不久的将来,产业规模将达到上千亿美元,市场调研公司Digi-Capital研究预测,到2020年,市场规模将是VR的4倍以上。同时,随着游戏的火爆以及市场上越来越多的设备进入工业领域,不少现有的工作模式将被改变甚至颠覆。

《Pokemon Go》已经打开人们对于AR大众消费的想象空间。而在工业领域,AR也正在改变人们的生产方式。那么它到底是什么样的技术呢?其实,AR是‘Augmented Reality’的简称,意为增强现实技术。它就是一种可以将虚拟世界与现实世界进行无缝对接的技术。应用该技术,我们可以通过屏幕媒介看到虚拟景象在现实景象中呈现。区别于现今大量运用于娱乐和游戏领域的VR虚拟现实技术(一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统),VR技术呈现在人面前的都是在计算机中营造出来的虚拟的事物。AR技术使人看到的有一部分是真实事物,一部分是假的虚拟事物。VR是接近现实,AR是超越现实。

AR+工业领域

目前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。

中外发展现状如何

从上面的应用场景来看,AR技术拥有广泛的应用基础。在国外其实已经有很多典型的实际应用案例,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。

中国增强现实产业联盟常务副秘书长崔升戴认为,国内的AR、VR发展很快,但与国外技术相比尚存在一定差距,不过这一差距正在缩小。他预测,AR技术在互联网和企业运用中有着很大的前景和空间,今年下半年很可能迎来行业引爆点。

从国内目前市场上的解决方案,我们可以看到AR技术应用非常丰富,从家居这个领域来说,宜家家居就是其中的代表;从工业领域来看,将工业细节和运作管理淋漓尽致地展现也是AR技术发挥的一大特长;拿汽车领域来说,将汽车通过终端虚实结合让消费者看到满意的车型具体的形态和特征更有利于促进汽车销售,前一段比较火的就是汽车之家准备将AR技术引用到该领域;最后再看看教育领域,AR技术与教育的化学反应还是比较明显的,我们可以看到市场上的各式各样的AR图书。

国内国外的案例

可以说市场前景广阔。现在盘点一下最近比较火的国内外AR应用,它们涉及游戏、影视、日常生活用品等,深入展现一下AR技术到底是什么,当前主要有哪些运用这门技术的领域。

①AR在游戏业的应用

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戏。但是,当这款游戏与AR技术相遇,却玩出了新意。你能看到现实的大楼、办公室、道路与虚拟世界的宠物小精灵的道馆及宠物站相结合。这样的一种强烈代入感,实现了不少人追寻二次元世界入口的梦想,玩到根本停不下来。

②AR技术在影视中的应用

中国第一部全真人CG动画电影《爵迹》就是典型,抛开电影情节,把AR技术与影视结合这一点体现了创作者的前卫意识。

一是真人与魔幻CG场景结合。真实的人物表演,然而场景和装扮都是虚拟的电脑CG,真真假假,虚虚实实,体现创作团队对于现实与虚拟技术的摸索;

二是影视周边通过AR推广。将影视周边产品与AR变装APP打通,也就是影迷可以用手机照射一下,欣赏屏幕里自己穿上影片中角色服装的样子(通过AR);

三是AR+IP+新型户外广告。在人民广场(福州路)的公交站台电视大屏,用户只要站在屏幕前,摄像头就会自动人脸识别,为用户装备上电影《爵迹》人物的头盔和灵魂回路,使每个用户化身为王爵和使徒,征战于奥汀大陆。

③AR在服装领域的应用

T恤界风格万千,有酷炫的Freestyle嘻哈风,有可爱的甜美风,更有具有纪念意义的纪念衫等等。当融入AR技术后,T恤的风格更加形象具体。比如,纳金网研发的百变脸APP,AR骷髅、小笼包、嬉皮士等个性T恤,只要使用手机APP扫一扫,T恤上的图案立马出现在现实场景之中唱起歌跳起舞,甚是搞怪。更好玩的是,AR图像的主人公头像还可以由你自行上传新的头像进行更改。

④AR在生活用品上的应用

生活用品领域之大,AR应用在其中也是大施拳脚,引人注目。从纳金网的DEMO来看,AR技术已经被应用到伞业、纸业等领域。纳金网推出的一款生活用品就是把AR技术融入平常得不能再平常的抽纸,只要使用APP扫一扫,抽纸上的男生女生便相互靠拢,给对方一个甜美的吻,非常有爱。

⑤AR在教育上的应用

还在那个秘密花园里团团转?现在迪士尼在研究更过瘾的玩法啊,给涂色书加上一个App,笨笨的大象、可爱的瓢虫和傻气的章鱼,全都成了活灵活现站在你面前。

⑥AR在汽车领域的应用

A. 倒车影像就是AR技术在汽车领域的最为常见的应用之一,它们并没有想象中那么遥不可及。所以AR其实离我们并不遥远,但这仅仅只是AR+安全驾驶的概念模型初级阶段而已。

B. 宝马联合高通推出了一款专为车主配备的AR眼镜,带上这款AR眼镜驾驶员在开车时可以看到导航数据、行驶速度、限速提示、岔口信息等。这款AR眼镜能为司机提供的并不仅限于上述行车相关信息。据介绍,用户收到的手机消息也会在眼前的虚拟屏幕上显示。整个行车过程,司机只用专注眼前的一个屏就可以在安全驾驶的同时,处理各种事情。宝马Mini的增强现实设备为我们展现了增强现实技术现在能做的,同时也让我们看到了未来努力的方向。

未来发展

可见,不仅仅以上罗列出来的这些案例,随着增强现实技术的迅速发展,其应用已经渗透到绝大多数领域。世界各国也积极地针对增强现实技术做出了对应的战略计划。此外,微软、谷歌、苹果等高技术企业也在争先恐后地布局增强现实技术领域,力求占据未来科技高点。

目前,AR技术未能更加全面发展,面临的困难大概如下:

1.没有形成多点开花、齐头并进的应用突破,场景狭窄,应用寥寥,很容易形成审美疲劳。

2.没有统一的技术标准和应用设备,开发成本像一道高墙,把产品和研发的创意挡到了墙外。使用者每体验一款应用就得下一个APP。

3.设备受限。免去笨重AR头盔不讲,手机或平板的屏幕也限制了使用者的视野,弱化了现实与虚拟的无缝对接。

然而苹果在 2017 WWDC 发布的 ARKit 解决了第二个问题的一部分。因为上亿部的 iOS 设备都能使用该应用。众多AR技术开发者,也可基于该平台进行创作。但是,对于安卓系统使用者来讲,就没办法体会到该福利了。即使这样,笔者认为,这也是AR技术的又一个里程碑。

对于第一个问题和第三个问题,简单来说便是内容与设备的问题。对于内容来说。AR之所以让人兴奋,很大程度上源于终端用户参与内容创作的发展前景。个人内容创作是促使用户积极参与而非被动观察的关键所在。笔者大胆想像一番,假设未来使用者都能亲自参与AR内容创作,并且能够与如今火热的直播相互结合,群众的想象力之丰富又何惧AR技术会再让人审美疲劳呢?至于设备,笔者畅想,未来的AR屏显媒介可以像眼睛一般便于携带,并且不会给人不舒服的感觉,甚至可以薄到如同今日的隐形眼镜附于人类眼球之上,直接将虚拟景象与现实景象传输到大脑内。

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