הגל השלישי של מכשירים
טכנולוגיות XR ומשקפיים שמופיעים בעולם הם הגל השלישי של אישי
העולם שלנו בו מועשר לחלוטין בהולוגרמות,באמצעותו אנו מדמיינים אירועים ומידע. ניתן להשתמש ביכולות אלו למטרות עיצוב, כגון כאשר אתה צריך לצפות במודל תלת מימדי בעולם המרחבי. באמצעות מערכת זו ניתן לתקשר עם אנשים, לראות את ההולוגרמה שלהם, לשמוע אותם, להעביר אליהם רגשות ורגשות.
באמצעות מציאות מדומה או מעורבת, אתה יכולליצור אובייקטים חדשים, לעצב אותם, ליצור פריסות בחלל על בסיס ציור דו מימדי. כל זה יכול להיעשות עם משקפי Microsoft HoloLens או מכשירים עם טכנולוגיה דומה.
הבדלים בין AR, MR ו-VR
XR הוא קיצור של מציאות מורחבת. הוא מחולק לשלוש קטגוריות: מציאות מדומה, מציאות מעורבת ומציאות רבודה.
במציאות מעורבת, אובייקטים הולוגרפיים והעולם האמיתי מקיים אינטראקציה זה עם זה, יש תערובת של אובייקטים וירטואליים ואמיתיים. במציאות מדומה, המשתמש נמצא רק בעולם הוירטואלי. במציאות רבודה, אנו רואים אובייקטים וירטואליים, הולוגרמות, אך לא מרגישים את עומקם. במציאות מעורבת, המשתמש רואה ומרגיש עומק, כלומר ההולוגרמה מרגישה שהיא אמיתית.
הכי קרוב לעולם האמיתי - מוגדלמציאות, כמו אפליקציית פוקימון גו הפופולרית פעם. אם מדברים על מציאות מדומה, אז השנה יצא המשחק Half-Life: Alyx, כאשר אדם שקוע בעולם וירטואלי ומקיים אינטראקציה עם דמויות שם. אין עדיין משחקים פופולריים במציאות מעורבת - כדי לטבול את עצמך במציאות מעורבת, אתה צריך מכשיר מיוחד, למשל, Microsoft HoloLens.
Microsoft Hololens
זה מחשב נייד שלם:יש לו מודולים קלאסיים - סוללה, מעבדים ומודולים מיוחדים, כגון אופטיקה, חיישנים לבניית המרחב שמסביב, ניתוח מחוות והתנהגות משתמשים.
תהליך זה דורש אופטיקה מיוחדת, אנחנואנחנו לא יכולים פשוט לשים שתי תצוגות זהות על כל עין. אחרי הכל, אם נותנים למשתמש את אותה תמונה, אז ייראה שהאובייקט נמצא באינסוף בגלל ראיית סטריאו. Microsoft HoloLens צריכה לקחת זאת בחשבון ולהתאים את התמונה ספציפית למיקום המשקפיים, ואפילו ל-HoloLens יש כיום חיישנים מיוחדים שמזהים את מיקום האישון ומכוונים את ההולוגרמות, בהתאם לאיפה אנחנו מסתכלים.
יש צורך במצלמות במשקפיים על מנת להעריךהעולם הסובב כך שניתן למקם את ההולוגרמה לעומק, מאחורי האובייקט האמיתי. לשם כך משתמשים בחיישנים מיוחדים - אלו מצלמות עומק שמנתחות את המרחב סביבנו ומנתחות את עומקו.
ניתוח חלל
יש גם מצלמה ייעודיתמנתח מחוות משתמש - משקפי Microsoft HoloLens המודרניים יכולים לזהות ידיים. זה אומר שאתה יכול ליצור אינטראקציה עם הולוגרמות - קח אותן, הזיז אותן.
ניתוח חלל
התפקיד העיקרי של המצלמות הוא ניתוח החללסְבִיב. על המשתמש להבין היכן נמצאים הקיר, השולחן, החפצים בחדר. הם מעריכים אותם על ידי בניית רשת של שטח. זו הגיאומטריה שמסביב שבה אתה יכול לשים את ההולוגרמה מאחורי הקיר. אנחנו יכולים להסתיר אובייקט וירטואלי מאחורי קיר אמיתי, וכך משיגים תחושת עומק ונוכחות אמיתית של הולוגרמות.
משקפיים מזהים מחוות, אבל בשביל מה זה מיועד?כדי ליצור אינטראקציה עם הולוגרמות - המשתמשים חייבים להיות מסוגלים ללחוץ עליהם, לסובב, לזוז, למשתמשים יש מקלדת וירטואלית שמכניסה טקסט. למרות שעכשיו זה מאוד לא נוח - מסתבר ללחוץ רק על מקש אחד בשנייה.
לכן, המשתמשים צריכים ללמוד שובאינטראקציה עם העולם והממשק. לאף אחד לא היה מכשיר כזה בעבר, אז מפתחים צריכים לזכור שהם צריכים להיות אינטואיטיביים, בדומה לאינטראקציות בעולם האמיתי. הכל צריך לקרות בדיוק כמו שזה קורה בדרך כלל - המשתמש צריך להיות מסוגל להרים ספל באותו אופן כמו בחיים הרגילים. וזה אפילו מקום לדמיון ליצור מכניקה התנהגותית חדשה.
איפה אתה יכול ליישם מציאות מעורבת בחיים האמיתיים
המוקד של המשקפיים המודרניים הוא התעשייה.למה לא משתמש רגיל? כי מכשירים כאלה יקרים - כ-3.5 אלף דולר. רק ייצור במצבים קריטיים יכול להצדיק את העלות של מכשיר כזה.
הפתרון הראשון שניתן ליישם באמצעותמשקפיים הוא עוזר וירטואלי, הרעיון שלו הוא שבהפקה לחלק מהפעולות יש הוראות של 100-150 שלבי הרכבה ותיעוד טכני, שאתה צריך להבין לעומק. והרעיון של משקפיים כאלה הוא לעשות דיגיטציה של הוראה זו ולהציג את כל השלבים האלה בצורה של הולוגרמות.
פיתחנו אב טיפוס של פתרון כזה עבורתערוכת גז בסנט פטרבורג, בה הוטמעה באפליקציה הוראה למיכלית גז נוזלי. העובד בצורת הולוגרמות, טקסט ושמע שומע ורואה מה הוא צריך לעשות. יתרה מכך, היא גם פלטפורמה טובה ללמידה לא רק בתהליך הטכני, ופתרון כזה יכול להיעשות על משקפי Microsoft HoloLens.
אפשרות נוספת היא עוזר מרחוק כאשראנו מחברים בין העובד המרכיב את המשקפיים לבין המומחה מרחוק. המומחה דרך ממשק הדו-ממד רואה את מה שהעובד צופה דרך המצלמה ויכול לומר לו משהו באמצעות אודיו ווידאו, לצייר לו רמזים במרחב. הוא מחובר בשטח אמיתי, ואם מומחה הקיף, למשל, עגורן ואמר שצריך לסובב אותו, הדעת של העובד עשויה להיות מוסחת, אבל הרמז לא ייעלם לשום מקום.
זה כולל גם מנועי משחק - Unity Engine ו-Unreal Engine, המשמשים לפיתוח משחקים או יישומי מציאות מדומה מוגברת.
אינטראקציות עם הרובוט
רובוט הוא מכשיר שנשלט על ידיכמה דרגות של חופש. לדוגמה, ייתכן שיש לו שני מנועים שניתן להזיז ולתאם באמצעות תוכניות. במעבדה של אוניברסיטת איננופוליס יש הרבה מכשירים כאלה - מזל"ט שלא נשבר כשהוא נופל, רובוט דמוי אדם ומהלך שנראה כמו אדם. יש מניפולטורים טכניים, הם יכולים לשמש בייצור. ניתן ליצור אינטראקציה עם כל אחד מהמכשירים הללו.
מהו רובוט?
איך אני יכול לעשות את זה?הדוגמה הראשונה היא מציאות מדומה, סימולטור VR למניפולטורים תעשייתיים. עליו אפשר ללמוד איך לעבוד עם רובוט, להבין איך המכשיר עובד, אפשר לתכנת אותו לבצע פעולה כלשהי ולבדוק אותה בסימולציה.
הפתרון הבא בצומת של טכנולוגיות VR ורובוטיקה היא סימולטור תהליכים פיזיים. למשל, סימולטור טיסה משעשע בחללית, שבו רובוטים מדמים טיסה, ומשקפי VR נותנים מענה ותמונה המתאימה לשלב מסוים בטיסה. אז התהליך הופך לסוחף ומציאותי יותר.
מציאות מדומה משמשתteleoperations - כאשר יש ייצור מסוכן, סביבה לא בטוחה שקשה לאדם להיות בה. מכשירים יכולים לעבוד שם, הם מפחיתים את הסכנה לבני אדם. אבל צריך לשלוט עליהם, הרובוט יכול לבצע רק פעולות שגרתיות, ואם אנחנו מדברים על אסונות או סביבה לא בטוחה, אז במקרה הזה אנחנו צריכים מודיעין אנושי. לכן, יש צורך בממשקי שליטה בטלפון - VR תהיה אחת האפשרויות לכך.
רובוטים יכולים לעזור במהלך פעולות מסוכנות
יישום של מציאות רבודה ומעורבתמיוצג בעיקר בתכנות רובוטים. המשתמש יכול לראות דרך המכשיר את מצב הרובוט, מה הוא עומד לעשות. מציאות רבודה ומעורבת מתמקדת בפתרונות כאלה. כאשר הרובוט מותקן וצריך להגדיר אותו למשימה כלשהי, נעשה שימוש בשלט מיוחד לשם כך, בו ניתן להזיז את המכשיר למיקום מסוים, לשנן ולהזיז אותו הלאה.
אבל כשהתוכנית נוצרת לגמרי, זה קשהתארו לעצמכם אם תקרית בלתי צפויה תתרחש. לשם כך נוצרים ממשקים מיוחדים. זה הכרחי הן עבור אבטחה והן עבור אינטראקציה יעילה יותר.
XR ומציאות מעורבת עוזרים בזה.שם תוכלו להגדיר את המרחב הווירטואלי, להתאים אותו לניסוי ספציפי או לשנות את הרובוט. למהנדסים יש אפשרויות בלתי מוגבלות לתצורה, וזה מפחית את סיכוני האבטחה.
באופן ספציפי, הפתרון שלנו משתמש במספראובייקטים וירטואליים. יש לו תפריט לאינטראקציה עם המערכת, נקודת יעד שמתארת את המיקום שבו אנחנו רוצים שהרובוט יגיע. בשלב הבא צריכים להיות דגמים וירטואליים של הרובוט והמכשירים שלו - תפסן או כלי.
לאחר הגדרת הנקודות שלנו, נוכל לרוץהדמיית תנועה כדי לבדוק כיצד המסלול יבוצע. בלעדיו רובוט או ציוד עלולים להינזק, וכאשר אנו רואים סימולציה וירטואלית, זה בטוח וחזותי לאדם.
ואחרי שנבין בוודאות שהתוכנה נכונה ונהיה בטוחים בה, נוכל להתחיל בעבודת הרובוט האמיתי ולהוציא לפועל את התוכנית שאנו צריכים.
איך לתקשר עם רובוט
להלן ניתן לראות כיצד מתרחשת האינטראקציהדרך האפליקציה שלנו. הצילומים הללו צולמו בחדר המעבדה ובחדר הניסויים. אנו מקיימים אינטראקציה עם שני סוגים של רובוטים: המכשיר הנייד Platoon והרובוט התעשייתי Kuka IIWA.
משתמשים מרכיבים משקפי Microsoft Hololens,תחילה הם מנתחים את החלל ולאחר מכן, בעזרת מחוות, המשתמש מתחיל לקיים אינטראקציה עם הרובוטים, קובע את מיקומם, קובע קואורדינטות וברווזים על מנת שהמכשירים יתחילו לנוע.
רובוטים מנווטים בחלל באמצעות קואורדינטות
לרובוט נייד, מספיק לשים נקודהעל הרצפה, זו קואורדינטה דו-ממדית, ועבור המניפולטור, אתה צריך להגדיר קואורדינטה תלת-ממדית. לכל מניפולטור דרישות משלו, ולאחר העברת התוכנית ניתן לדמות את המכשירים. ויחד עם זאת, אתה יכול מיד לראות בבירור את המסלולים, מה הרובוט יעשה - לא ניתן לעשות זאת דרך טאבלט או ממשק עורך טקסט רגיל. המשמעות של מערכת כזו היא שבאמצעות ממשק אחד ניתן ליצור אינטראקציה עם סוגים שונים של רובוטים.
טכנולוגיות חוצות פלטפורמות אלו יכולות לעשות זאתיהיה מעניין לאנשים שעדיין מחפשים את מה שהם מתעניינים בו. במקרה של ההצטלבות של XR ורובוטיקה, ניתן לציין טכנולוגיות כמו ראייה ממוחשבת - גם למשקפיים וגם לרובוט יש מצלמות מיוחדות לניתוח החלל. ישנם גם אלגוריתמי SLAM לבניית מפה, בקרים, מערכת מעקב למיקום המכשיר.
קרא עוד
השווה כיצד ליקוי הירח צולם על ידי נאס"א ורוסקוסמוס
"הכוח החמישי" יוצר "חומות" בלתי נראות ביקום. העיקר בתיאוריה החדשה של הפיזיקאים
מפורסמת מפת זיהום אבעבועות רוח