Rozkwit techniki pokazywania więcej niż w rzeczywistości
Instytut IDTechEx przewiduje, że do 2030 roku rynek AR/VR/MR wart będzie ponad 30 miliardów dolarów (2). Jest zatem potencjalnie spory tort do podziału. Już w marcu tego roku Stowarzyszenie XR, którego członkami są Google, Facebook, Samsung i Sony Interactive Entertainment, nawiązało współpracę z międzynarodową kancelarią Perkins Coie, która reprezentuje klientów z branży AR i VR, a także interaktywnej rozrywki i branży technologicznej (wśród klientów są Microsoft, Intel, Amazon, Magic Leap, T-Mobile, Apple, Lucasfilm, LG, Dell, HTC, Lockheed Martin i wiele innych). Wspólnie opublikowały ankietę na temat przyszłości technik immersyjnych. Większość respondentów tego badania (54 proc.) uważa, że głównym celem inwestycji w tę branżę będzie rozrywka, a w szczególności gry. 20 proc. respondentów wybrało produkcję, motoryzację, edukację i wojsko jako prawdopodobnych beneficjentów inwestycji.
W badaniu nie odróżniano AR od VR, przedstawiając "technologię immersyjną" jako całość, co prawdopodobnie wpłynęło na duże znaczenie gier w prognozach. Pytania o preferowane przez specjalistów platformy AR pozwalają jednak wiele wywnioskować. Główną platformą, dla której pracują respondenci ankiety, jest ARCore Google’a (34 proc.), mobilne środowisko programistyczne do tworzenia w systemie Android, które działa (na razie) tylko na smartfonach.
Na drugim miejscu znajduje się ARKit firmy Apple (20 proc.), co oznacza, że dwie wiodące platformy dla urządzeń mobilnych już teraz stanowią ponad 50 proc. Zaledwie 16 proc. wskazało produkty firmy Microsoft jako pole aktywności. Jednak większość z badanych osób prawdopodobnie nie miała okazji testować zestawu HoloLens 2 tej firmy. Jeśli chodzi o okulary Magic Leap, to tylko 6 proc. oznaczyło urządzenie jako cel rozwojowy, co nie jest dobrą wiadomością dla tego produktu.
Nowe okulary
70 proc. ankietowanych uważa, że AR prześcignie VR, jeśli chodzi o generowanie przychodów w ciągu najbliższych pięciu lat. Na razie jednak z punktu widzenia użytkownika problemem jest koszt wygodnego sprzętu do augmented reality. Gogle HoloLens kosztują 3,5 tysiąca dolarów, a inne zestawy też nie są tanie. Oczywiście na korzystanie z AR pozwala smartfon, ale nie zawsze to najlepszy i wygodny w użytkowaniu pomysł.
Być może przełom, jeśli chodzi o popularność rynkową sprzętu, nastąpi po wejściu na rynek okularów AR firmy Apple, które mają pojawić się podobno w 2021 roku. Korporacja z Cupertino już kilka razy w historii oferowała produkty, które same w sobie nie będą całkowitą innowacją, rewolucjonizowały rynek. Tak było z iPhone'em i z iPadem. Czy tak będzie z okularami AR? Zobaczymy.
Mówi się też o nowej, lżejszej, wygodniejszej i przede wszystkim tańszej wersji okularów Magic Leap (3). Magic Leap Two mają wedle nieoficjalnych doniesień współpracować z siecią 5G i stanowić element zupełnie nowej oferty operatorów telekomunikacyjnych.
Nowa trzecia wersja okularów Snap (4) będzie mogła robić zdjęcia i filmy wideo oraz przesyłać je bezpośrednio do Snapchat. Firma pracuje nad rozwojem swoich funkcji rozszerzonej rzeczywistości. Model, który trafi do sprzedaży jesienią, będzie miał podwójny aparat fotograficzny, aby dodać głębi i wymiaru zdjęciom i filmom wideo. Po wgraniu treści do aplikacji wysyłkowej Snapchat użytkownicy mogą dodawać filtry i efekty trójwymiarowe do zdjęć.
Są tacy, którzy twierdzą, że docelowo to nie okulary będą sprzętem do obsługi AR, ale soczewki kontaktowe. Firma Mojo Vision, startup w Dolinie Krzemowej, zebrała już 160 milionów dolarów na rozwój swoich obiektywów Mojo Lens (5) - inteligentnych soczewek kontaktowych rzeczywistości rozszerzonej.
Od czarnoksiężnika po pokemony
Pierwszy przypadek wzmianki o idei mieszania rzeczywistości fizycznej z wirtualną pochodzi z opublikowanej w 1901 roku książki L. Franka Bauma, znanego lepiej jako autor "Czarnoksiężnika z Krainy Oz", pt. "The Master Key". Opisał on świat z techniką, którą dziś określamy jako rzeczywistość rozszerzoną. Wiele lat później, w 1990 roku termin "rzeczywistość rozszerzona" został po raz pierwszy użyty przez badacza z firmy Boeing, Thomasa P. Caudella, który opisywał zestaw zwany HUDsetem, mogący służyć pracownikom fabryki Boeinga wizualizować wirtualne instrukcje do celów produkcyjnych, aby zaoszczędzić czas i pieniądze firmy na fizycznych środkach szkoleniowych.
Pierwszy rzeczywistości rozszerzone opracowany został 1992 roku przez Louisa B. Rosenberga. Nazywał się Virtual Fixtures. Były to nakładki percepcyjne stosowane przez siły powietrzne USA w celu zwiększenia wydajności operatorów w odległych lokalizacjach.
W 1998 roku inżynier Stan Honey i jego zespół Sportvision opracowali tzw. technikę żółtej linii, zademonstrowaną w trakcie transmisji meczu futbolu NFL pomiędzy Cincinnati Bengals a Baltimore Ravens w telewizji ESPN. Pierwsza gra augmented reality, ARQuake, została zaprezentowana w 2000 roku przez Bruce’a Thomasa z Wearable Computer Lab. Była rozszerzeniem popularnej gry komputerowej Quake.
W ubiegłej dekadzie AR nadal zyskiwała na popularności, ale też napotykała wiele przeszkód. Jedną z największych była niemożność śledzenia punktu widzenia użytkownika. Przeszkoda ta doprowadziła do opracowania opartego na otwartym kodzie źródłowym komputerowego systemu śledzenia o nazwie ARToolKit, w którym do obliczania położenia i orientacji kamery zastosowano system śledzenia wideo. ARToolKit został opracowany przez Hirokazu Kato z Nara Institute of Science and Technology.
W 2011 roku Blippar uruchomił pierwszą aplikację AR opartą na chmurze na systemie Android i iOS, koncentrującą się głównie na reklamie dla dużych marek. Pierwszym dużym projektem Blippara była popularna marka czekolady Cadbury, w której klienci mogli zagrać w grę w rzeczywistości rozszerzonej, uruchamianą z opakowania cukierka. W 2014 roku firma Blippar stworzyła nową platformę wykorzystywaną w Google Glass, która pozwalała programistom na tworzenie gier, które były kontrolowane przez ruch oczu użytkownika. Było to uważane za pierwsze zastosowanie śledzenia obrazu.
W 2015 roku Microsoft zaprezentował HoloLens (6). W kolejnym roku pojawił się fenomen Pokémon Go, gry wydanej przez Niantic, co uważane jest za przełom, jeśli chodzi o popularność rozszerzonej rzeczywistości. Z wykorzystaniem AR, Pokémon Go pozwolą użytkownikom na polowanie na różne pokemony w otoczeniu za pomocą telefonów komórkowych. W 2018 r. premierę rynkową miały okulary Magic Leap, które w USA można było kupić za prawie trzy tysiące dolarów. Jesienią ubiegłego roku Microsoft przedstawił drugą wersję HoloLens, który jest bardziej komfortowy, charakteryzuje się wyższą rozdzielczością wyświetlacza i ma szerszy FOV (z ang. "field of view" - "pole widzenia" z funkcją eye tracking).
Edukacja, medyna, przemysł
Dziś trudno byłoby znaleźć branżę, w której rzeczywistość rozszerzona nie jest wykorzystywana albo przynajmniej testowana, od edukacji, przez produkcję, po medycynę. Oczywiście mowa o świecie poza rozrywką i grami, które są głównym polem rozwoju AR.
Dzięki AR uczniowie mogą być podczas nauki praktycznie wszędzie. Zamiast czytać o ruinach Majów, będą mogli wirtualnie przejść przez nie, tworząc doświadczenie, które jest w każdym calu tak samo edukacyjne, jak i ekscytujące. Zamiast oglądać obrazy i schematy ludzkiego szkieletu, studenci będą mogli wejść w interakcję z wersją AR i zobaczyć, jak kości pasują do siebie i jak się poruszają. Ponieważ coraz więcej badań jest przeprowadzanych, a technologia staje się łatwo dostępna, zobaczymy AR w większości sal lekcyjnych.
Zestawy Microsoft HoloLens pomagają już lekarzom w Imperial College London w chirurgii rekonstrukcyjnej (7). Telewizja BBC pokazała niedawno, jak chirurg podczas operacji ma wgląd w pracę serca dzięki systemowi SentiAR. Eksperymenty te uznaje się za sukces i zapowiedź korzystania z AR w medycynie na wielką skalę.
Coraz ciekawiej robi się z powodu AR w przemyśle. Niektórzy menedżerowie i liderzy biznesowi uważają rzeczywistość rozszerzoną za krytyczną dla stworzenia inteligentnych fabryk tzw. Przemysłu 4.0 (wraz z sieciami IoT). Zastosowanie AR w fabryce pozwala pracownikom łatwo zlokalizować innych pracowników na terenie fabryki lub wiedzieć, jakie maszyny pracują i czy parametry ich pracy mieszczą się w normach.
Tradycyjnie, przejście od koncepcji do rozwoju produktu jest długim i zasobochłonnym procesem, który wymaga stałej komunikacji pomiędzy kilkoma stronami i wymaga zwykle licznych zmian początkowej koncepcji. Wszystko to ma miejsce, zanim jeszcze produkt dotrze do głównego nurtu produkcji i wytwarzania. AR redukuje uciążliwość tego procesu poprzez usprawnienie współpracy pomiędzy zaangażowanymi stronami. Na przykład dyrektorzy firm mogą na bieżąco śledzić rozwój produktu za pomocą urządzeń AR, co pozwala im na udzielanie porad i informacji, nie powodując przy tym żadnych opóźnień. Zastosowanie AR w ten sposób zwiększa również wydajność i efektywność rozwoju produktu.
Wielki producent samolotów, Airbus, wykorzystał aplikację Mixed Reality Application (MiRA) do łączenia wirtualnych makiet w linię produkcyjną, dając pracownikom dostęp do kompletnych modeli 3D produkowanych przez nich samolotów. Wykorzystywali ją przede wszystkim do sprawdzania integralności drugorzędnych wsporników konstrukcyjnych utrzymujących układ hydrauliczny w kadłubie A380. Airbus dzięki MiRA skrócił czas potrzebny na kontrolę wsporników z trzech tygodni do zaledwie trzech dni.
Zastosowanie zestawów AR pozwala producentom na usprawnienie programów konserwacji zapobiegawczej. Dzięki temu pracownicy mogą widzieć potencjalne punkty awarii urządzeń (8), co pozwala im szybko zorientować się, czy istnieje problem i, co najważniejsze, zidentyfikować, które części są uszkodzone. Części zamienne można wtedy zamówić u dostawcy bez konieczności kosztownych, nieplanowanych przestojów. W fabryce nawet proste zadania konserwacyjne (takie jak serwisowanie maszyn) mogą być często zbyt czasochłonne ze względu na ilość pracy administracyjnej. AR pozwala ekipom konserwatorskim zobaczyć dokładnie, które maszyny i urządzenia wymagają obsługi technicznej, wykorzystując urządzenie AR do wglądu w dane i historię produktu, eliminując liczbę godzin spędzonych na poszukiwaniu informacji potrzebnych do wykonania zadania.
Cyfrowy bliźniak uczy i pomaga
Z AR można połączyć technologię bliźniaków cyfrowych w celu stworzenia wirtualnych klonów maszyn fizycznych. Cyfrowe modele pokazują technikom, jak serwisować i naprawiać maszyny w hali produkcyjnej. Na przykład Jaguar Land Rover współpracował z firmą Bosch przy użyciu oprogramowania Reflekt One (Bosch Cap), tworząc aplikację na iPada, która udostępnia zdjęcia rentgenowskie deski rozdzielczej samochodu Range Rover Sport. Umożliwia ona szkolenie pracowników w zakresie naprawy pojazdu bez konieczności demontażu, a następnie ponownej instalacji deski rozdzielczej. Przez pętle sprzężenia zwrotnego pomiędzy wersją fizyczną i cyfrową cyfrowy bliźniak usprawnia też projektowanie i serwisowanie.
Przykładem takiego rozwiązanie może być LiveWorx (9), który wyświetla wirtualne urządzenie holograficzne obok identycznego fizycznego urządzenia znajdującego się w hali produkcyjnej. Na ekranie tabletu aplikacja AR przystąpiła do demontażu wirtualnego urządzenia, dostarczając czytelne instrukcje i zrozumiałe wskazówki dla technika urządzenia.
Cyfrowe bliźniaki w AR sprawdzają się też w dużych skalach. Wobec konieczności przeprojektowania oczyszczalni ścieków okręg Fairfax w stanie Wirginia zaoszczędził 4 mln dolarów jeszcze przed rozpoczęciem budowy, dzięki wykorzystaniu rozszerzonej rzeczywistości. Po pierwsze, zespół projektantów pracował nad projektem w oparciu na naturalnej wielkości (30×70 metrów) trójwymiarowym modelu komory filtracyjnej przyszłego zakładu. Następnie zespół stworzył przestrzeń pomieszczenia wewnątrz dużego publicznego atrium, zapraszając operatorów i inżynierów z zakładu do przechadzki po naturalnej wielkości, holograficznym, wirtualnym modelu AR w celu oceny ułożenia rur, pomp, zaworów, przewodów i innych elementów. Uczestnicy wycieczki w AR szybko zidentyfikowali wąskie gardła, niedostępne zawory i niewystarczającą ilość miejsca nad głową dla pracownika obsługi. Na podstawie ich opinii zmodyfikowano projekt komory filtracyjnej, co pozwoli zaoszczędzić pieniądze na eksploatacji i konserwacji.
Inżynierowie zajmujący się produkcją marzą o dniu, w którym AR umożliwi im manipulowanie projektem na żądanie, z wykorzystaniem modelowego bliźniaka cyfrowego i danych za pośrednictwem platformy IoT.
Najnowszym przykładem współpracy człowieka z maszyną w fabrykach są prezentacje AR dla ludzi i dla maszyn, tzw. cobotów. Tradycyjnie roboty przemysłowe są drogie, stałe i niebezpieczne dla ludzi, z którymi mogą pracować. Coboty zapewniają bardziej elastyczną i tanią opcję, która uwalnia pracowników od konieczności podejmowania niektórych prac.
Technika AR zapewnia naturalne i wizualne środowisko, w którym pracownicy mogą instruować maszyny w środowisku oraz dokonywać obliczeń w celu wprowadzania poleceń. Może to być kinetyczne sterowanie maszyną i programowanie ruchu cobota lub innego robota przemysłowego. Zamiast tradycyjnego trybu przeprogramowywania procedur robota, w którym operator musi wyłączyć system, aby zaktualizować konfiguracje i procedury robota, AR wprowadza do hali warsztatową wirtualną, interaktywną tablicę rozdzielczą w odpowiednim czasie, bez przestojów, co może przynieść ogromne oszczędności w kosztach przeprogramowania systemów produkcyjnych.
Od rozrywki i rekreacji po niesłychanie poważne zadania w przemyśle. Rozszerzona rzeczywistość daje nam już tyle. Obiecuje znacznie więcej. Dla rozszerzającego się świata nie ma ograniczeń.
Mirosław Usidus
