Добавленная реальность программы. Как повысить эффективность производства с дополненной реальностью? Как это все будет работать? Инфраструктура

От главного редактора сайт: Дополненная реальность (ДР), или Augmented Reality (AR) - одна из самых перспективных, впечатляющих и (во всех смыслах) очевидных технологий, методологий и т.д. Публикаций на эту тему, естественно, появилось уже много или очень много. Ещё в 2009 году « »...

Несложно догадаться, что ДР/AR вполне очевидно проецируется и на строительную отрасль: см. например, . В интернете можно найти ролики типа «Технология дополненной реальности в области архитектуры», «Дополненная реальность для архитекторов», «Дополненная реальность для планирования в строительстве», «Самый ёмкий рынок дополненной реальности» и т.д. Ссылки на эти ролики приведены в представляемой сегодня статье Сергея Кирьякиди — статье, которая является вводным обзором как в общую проблематику ДР, так и в обозначенное в заголовке проецирование ДР в строительную отрасль. Надеюсь, что эта тема заинтересует многих читателей нашего портала, хотя бы потому, что, по моему мнению, развитый BIM (будущего?) не должен обходиться без серьезной AR-компоненты.

Данная статья представляет собой попытку сформулировать и обобщить перспективы применения технологии дополненной реальности (ДР) в строительстве и проектировании. Содержание статьи является представлением автора о перспективах профессионального применения этой технологии, основанном на анализе последних тенденций развития компьютерных технологий, спутниковой навигации, средств передачи данных, а также направлений BIM и PLM в проектировании. Описанные далее перемены в области строительства неизбежны, т.к. в том или ином виде технология дополненной реальности придет в сферу массового профессионального применения: это лишь вопрос времени. Приход новых технологий - естественный процесс, происходящий в современном постиндустриальном обществе. По причине ускоряющегося научно- технического прогресса этот процесс, по нынешним меркам, будет протекать весьма стремительно. Не стоит забывать, что любую технологию можно использовать как во благо, так и во вред. Конечно, все будет зависеть от рук, в которые она попадет. Тема негативных последствий всеобщего распространения ДР требует отдельного обсуждения и в данной статье не рассматривается.

Введение

Все более очевидным становится факт того, что в настоящее время человечество стоит на пороге радикальных изменений привычного уклада жизни, которые будут вызваны приходом технологий дополненной реальности во все сферы деятельности человека. В течение последующих 5-10 лет эта технология произведет очередную технологическую революцию, сравнимую с повсеместным распространением интернета. Конечно, всем известно, с какой скоростью развивается интернет, прошедший путь от двух соединённых проводом «калькуляторов» до настоящей всемирной паутины, которая начинает потихоньку выходить в ближний космос. Не остается сомнений в том, что со временем дополненная реальность войдет в нашу повседневную жизнь так же как некогда смартфон или планшет, изменив ее раз и навсегда. Нарастание темпов научно-технического прогресса (НТП) только приближает нас к наступлению этого момента, а развитие технологий дополненной реальности ускоряет НТП. Компьютерные технологии продолжают развиваться экспоненциально и закон Мура пока продолжает работать. Сегодня практически у каждого есть смартфон с возможностями, которые 7-8 лет назад было трудно представить, и о которых говорили лишь профессиональные футурологи, но именно эти устройства уже сегодня позволяют прикоснуться к дополненной реальности на бытовом уровне.

1. Что такое дополненная реальность?

Дополненная реальность (от англ. augmented reality, AR) - это технология представления контекстной информации и наложения ее в виде многослойных визуальных образов на объекты реального мира в режиме реального времени.

Дополненная реальность является основой принципиально нового интерфейса для обращения к информации и перехода взаимодействия с ней на новый интерактивный уровень. Отличие дополненной реальности от виртуальной заключается во взаимодействии компьютерных устройств с объектами реального мира.

Задача дополненной реальности - расширить информационное взаимодействие пользователя с окружением. Накладываемые посредством компьютерного устройства слои с контекстными объектами на изображение реальной среды носят вспомогательно-информативный характер. Таким образом, информация, контекстно связанная с объектами реального мира, с помощью дополненной реальности, становится доступной пользователю в режиме реального времени.

Примеры: отображение информации на лобовом стекле в современных истребителях и авто премиум класса, сетка золотого сечения и другие вспомогательные элементы на экране цифрового фотоаппарата, указатели траектории парковки автомобиля при помощи камеры заднего вида.

2. Современное состояние технологий

По оценкам различных экспертов, в настоящее время технология дополненной реальности - это один из главных технологических трендов. Рынок этой технологии оценивается как один из самых быстро растущих и продолжит расти экспоненциально еще 8-10 лет.

Наибольших успехов в этой области на сегодняшний день достигли военные. Они же были основоположниками этой технологии. В военном применении ДР - это вывод оперативной информации на лобовое стекло, либо дисплей, отображающий тактическую информацию, например, о целях на фоне наблюдаемой обстановки. Военные продолжают проявлять к этой технологии повышенный интерес, рассматривая ее как наиболее перспективную для персональных устройств, входящих в экипировку солдата недалекого будущего. При помощи этих устройств военные планируют интегрировать каждого бойца в единое информационное пространство. Вспомните кадры из фильма «Терминатор» когда перед взглядом робота Т-800 появлялась различная информация о людях, автомобилях и т.п. Примерно так же скоро солдаты смогут получать дополнительную информацию об окружающих их объектах.

Кадр из фильма «Терминатор»

Как это традиционно бывает, постепенно эта технология переходит из военной в гражданскую и становится доступна широким массам.

Панель приборов на лобовом стекле истребителя

Впервые эта технология пришла из военной авиации и появилась в автомобилях премиум класса. С ее помощью, по аналогии с боевыми машинами, перед водителем, на лобовом стекле отображается вся необходимая информация о скорости, параметрах маршрута и т.д. Как и автомобили премиум класса, в таком виде технология доступна узкому кругу людей. На широком потребительском рынке, дополненная реальность, как отрасль компьютерных технологий, находится в стадии становления и активного роста. Мировые лидеры в области высоких технологий, такие как Google, Samsung, Apple и некоторые другие, заявляют о скором выходе на рынок устройств типа HMD (head-mounted display носимый дисплей). Наиболее известные из них и уже выпускающиеся серийно - это Google Glass . Эти устройства позиционируются как новое средство восприятия информации об окружающем нас мире, предназначенное для коммуникаций, навигации, развлечений, призванное заменить современные смартфоны, планшеты и т.п. Ориентированы эти устройства на массовый потребительский спрос, как в настоящее время всевозможные гаджеты.

Однако либо уровень развития современных технологий не позволяет пока реализовать в полной мере концепцию устройства с интерфейсом дополненной реальностью в габаритах, пригодных для массового пользования, либо такие технологии еще не нашли друг друга.

В потребительском сегменте сейчас наблюдается рост возможностей программного обеспечения использующего дополненную реальность, реализуемую при помощи смартфонов и планшетов. Кто знаком с такими приложениями, наверное, заметил, что возможности программ пока опережают возможности аппаратных средств. Основной направленностью этого ПО является: геолокация, контекстная реклама, презентация, распознавания изображений. Примерами такого ПО могут служить наиболее популярные приложения Junaio , Layar , Wikitude и т. д.

В профессиональной сфере ДР применяется для обучения специалистов выполнению каких-либо действий через их визуальное восприятие:

Уже сейчас существуют системы автоматизированного управления строительной техникой, в том числе беспилотные, которые также можно отнести к системам, потребляющим дополненную реальность, как бы это странно не звучало. Принцип их действия заключается в следующем: в бортовой компьютер загружается проектная модель объекта, затем машина накладывает виртуальную модель на реальность, настраивает положение рабочих органов и начинает копировать модель в натуру. При этом система постоянно «подглядывает» в виртуальный чертеж-модель, таким образом, контролируя положение рабочих органов машины (отвал или ковш) и тем самым добиваясь переноса виртуальной модели в реальность. Отличие такой системы от человека в том, что у машины за положением рабочих органов в пространстве отвечают всевозможные датчики, а у человека за положением его рабочих органов (рук) отвечают самые информативные сенсоры - глаза. Тем не менее, подобная концепция применима и для человека. Перед глазами может находиться картинка законченного объекта или какого-то промежуточного результата, которого необходимо достигнуть. Человеку остается только выполнить набор предлагаемых действий, приводящих к нужному результату. Это как наглядное пособие с исчерпывающей информацией, находящееся всегда перед глазами.

Другие компьютерные технологии также не стоят на месте, такие как: микропроцессорные производство, спутниковая навигация, компьютерное зрение, технологии облачной обработки информации; беспроводной передачи данных; проектирования сооружений по технологии BIM и PLM и д.р. Наблюдается стремительное увеличение производительности графических микропроцессоров, при значительном снижении их габаритов и энергопотребления. Это очень сильно расширяет возможности персональных мобильных устройств в обработке графической информации.

Все это дает основание для массового применения этой технологии, в том числе, в профессиональной области. В частности, в строительстве эта технология может также произвести революционные изменения.

3. Способы потребления дополненной реальности

В настоящее время самыми массовыми средствами просмотра дополненной реальности стали смартфоны и планшеты с установленными на них специальными приложениями. Им на смену постепенно приходят упомянутые выше HMD-очки, такие как Google Glass и др. Основой HMD-устройств является интерфейс с дополненной реальностью.

4. Концепция визуально-информационной строительной площадки

Опираясь на известные технологические тренды и достижения науки, можно с большой вероятностью говорить о появлении в ближайшем будущем индивидуальных профессиональных систем с интерфейсом дополненной реальности типа HMD. Это будет сравнимо с переходом от черчения на бумаге к BIM проектированию.

Концепция строительной информационной площадки заключается в создании на ней единого визуально-информационного пространства, аналогичного информационному полю боя в военной терминологии. Это модный в последние годы термин в международном военном сленге. Действительно эти две концепции очень схожи, ведь каждая из них преследует цель - обеспечить участников процесса необходимой легко воспринимаемой информацией в реальном времени.

Единое визуально-информационного пространство на строительной площадке - это по сути, новый способ взаимодействия с информацией об объекте строительства, непосредственно на месте ведения работ, без привязки к рабочему месту. Его применение послужит началом нового стандарта представления проектной информации и работы с ней на строительной площадке. Такая концепция объединит всех участников строительства в едином визуальном информационном поле. Это позволит получать необходимую информацию в реальном времени, в любой точке строительной площадки, без необходимости таскания с собой «бумажных простыней», ноутбуков, планшетников и т.п.

Представьте, если бы информация о расположении объекта, его внешнем виде, положении границ, существующих и проектируемых коммуникациях, важных узлах, высотных отметках и т.п. отображалась прямо перед глазами как у пилотов современных истребителей, дополняя существующую реальность проектным замыслом. Дополненная реальность откроет качественно новые возможности, такие как: представление о внешнем виде и структуре объекта; оперативное отслеживание хода строительства; фиксация и контроль качества работ; отслеживание изменений проекта. Это позволит сэкономить массу времени при выполнении технически сложных операций, геодезических работах, прокладке коммуникаций и строительстве в целом. А главное - получить доступ к информационной 3D модели объекта в любой момент времени и в любом месте. Наверное, самое главное то, что архитектор, заказчик и строитель смогут свезти к минимуму влияние человеческого фактора при чтении чертежей и воплощении проекта в натуре.

Современное развитие средств BIM проектирования и их интеграция уже сейчас позволяет создавать модели объектов, наполненных всей необходимой информацией. Наличие строительной 4D модели позволит IPD менеджеру или специалисту технического контроля контролировать ход строительства, просто взглянув на площадку. Сравнивая реальную картину с наложенной информацией о нужной стадии строительства, можно сделать вывод о выполнении или отставании от графика.

С приходом эры интернета вещей (англ. Internet of Things, IoT), которая уже не за горами, наполнение пространства информацией станет обычным процессом, когда почти у каждого промышленного изделия, в т. ч. у строительных конструкций будет «электронный паспорт» и средства коммуникации между собой и человеком. HMD- устройства станут для людей основными средствами взаимодействия с «вещами» и конструкциями. При помощи интерфейса дополненной реальности человек сможет воспринимать поступающую от «вещей» информацию. Это дает новые возможности для служб материально-технического обеспечения.

При производстве сложных ремонтных работ оборудования или коммуникаций можно всегда иметь под рукой визуальные подсказки о последовательности действий или схему оборудования: при этом руки остаются свободными. Такие подсказки способствуют быстрому вводу в должность нового специалиста, и процесс обучения проходит в интерактивном режиме. При производстве сложных ответственных работ можно вести видеозапись выполняемых действий для последующего анализа в случае чрезвычайной ситуации на этом объекте. Таким образом, можно будет проводить освидетельствование нарушений и ответственных элементов при строительстве. По такому же принципу сейчас, в случае аварийной ситуации, ведется анализ действий пилотов самолетов записанных в «черные ящики». Это послужит переходом к новым принципам ведения производственного и технического контроля и ведения отчетной документации.

На этапе эксплуатации, при необходимости обслуживания какого-либо сложного узла персонал может пользоваться исполнительной информационной моделью. На стадии ликвидации объекта, воспользовавшись информацией о критических узлах и коммуникациях можно значительно сократить сроки демонтажа или сноса объекта. В случае возникновения экстренной ситуации (пожар/обрушение) аварийные службы смогут с легкостью находить пути эвакуации или нужные коммуникации, используя информацию из электронного паспорта здания переведя ее в дополненную реальность.

HMD-устройства открывают принципиально новые возможности для коммуникаций и взаимодействия на строительной площадке. Коллеги всегда могут быть на связи друг с другом, становится возможным обсуждение проблем в реальном времени в режиме видеоконференции. Все это оптимизирует строительный процесс за счет сокращения времени принятия наилучшего решения с учетом текущей ситуации на объекте, при относительно небольших затратах.

Дополненная реальность позволяет перевести на абсолютно новый уровень презентации проектов. Допустим, что нужно провести презентацию проекта строительства для инвесторов. Трехмерная визуализация и макетирование неплохо с этим справляются. Но какое впечатление произвела бы та же презентация на инвесторов при демонстрации объекта инвестирования на местности, в «чистом поле», в натуральную величину, с возможностью побродить вокруг, внутри или даже заглянуть внутрь стен на важные конструктивные особенности, узлы или коммуникации. Это абсолютно другое эмоциональное восприятие информации для человека («Самый ёмкий рынок дополненной реальности»):

,

Уже сейчас приложение Junaio позволяет рассматривать настольные виртуальные макеты («Технология дополненной реальности в области архитектуры»):

Преимущество таких макетов перед традиционными в том, что они могут быть масштабируемыми, анимированными, проработанными с различным уровнем детализации, и, конечно легко редактируемыми.

«Дополненная реальность для архитекторов»:

«Дополненная реальность для планирования в строительстве»:

5. Почему визуально-информационное поле?

Потому что около 90% информации об окружающем нас мире мы получаем посредством зрения. Информация, представленная в виде визуальных образов, воспринимается гораздо эффективней людьми даже с плохим воображением или отсутствием трехмерного мышления. Это заложено на генетическом уровне и обусловлено эволюционным путем развития человека и человеческой цивилизации.

6. Как это все будет работать? Технологическая основа

На мой взгляд, ждать появления устройств, позволяющих полноценно реализовать такую концепцию, осталось 3-5 лет. Уже сегодня существуют технологии необходимые для их создания. А также существует все необходимое для создания инфраструктуры, поддерживающей работу подобных устройств.

Для реализации описанной концепции в полной мере потребуется интеграция уже существующих технологий в форм-факторе очков. На современном этапе развития технологий это пока невозможно. Но прогресс не стоит на месте, и довольно быстро движется к достижению этой цели. Компьютерное зрение, как в MS Kinect, в совокупности с методами определения направления взгляда и точного определения местоположения, позволит очень точно «накладывать» информацию на окружающую реальность. Для лучшего распознавания объектов они могут быть помечены ещё при выпуске на заводе специальными маркерами - штрих-кодами или QR-кодами еще при выпуске на заводе. Со временем это будут электронные чипы, на которые будет записана информация об изделии, и датчики, отслеживающие изменение характеристик изделия.

Для точного позиционирования понадобится интеграция с ГЛОНАСС/GPS локальными GNSS станциями и лазерными корректирующими приборами. В помещениях для позиционирования можно использовать специальные маркеры и 3/4G сети и WiFi, которые будут служить каналами передачи данных. «Облачная» обработка и визуализация информации в реальном времени позволит уменьшить нагрузку на вычислительные мощности устройства и значительно сэкономить заряд аккумулятора. Визуализация такой информации как: границы, контуры, общие очертания, текстовые надписи, линии коммуникации и т.п. потребуют незначительных вычислительных ресурсов, и может выполняться на самом устройстве или смартфоне, который имеется сейчас у каждого. Хранение информации на общем сервере позволить всем пользователям обращаться не к локальным копиям, а к единой базе данных, поддерживаемой всегда в актуализированном состоянии. При такой системе работы, в случае внесения изменений в BIM модель пользователи информации могут быть оповещены об этом автоматически. Именно использование актуальных разделов проекта на большой стройке является серьезной проблемой для подрядчиков, которых забыли оповестить о произошедших изменениях.

Конечно, не лишними в таком устройстве будут профессиональные инструменты, такие как лазерный дальномер, высотомер, виртуальный уровень, угломер. Возможно, измерения встроенными сенсорами будут далеки от точности современного геодезического оборудования но, тем не менее, при выполнении некоторых технологических процессов точности в 2–3 см вполне достаточно. Не стоит забывать, что с каждым годом точность сенсоров растет и со временем может отпасть необходимость выполнения геодезических работ при некоторых строительных процессах.

Появление на рынке таких устройств откроет новое направление в области прикладного ПО, которое будет базироваться на новом интерфейсе с дополненной реальностью. Лидеры рынка САПР, прежде всего, такие как Autodesk, Dassault Systèmes, Bentley Systems, Graphisoft, AVEVA и др., непременно создадут массу приложений интегрированных с их передовыми продуктами для различных специализированных отраслей строительства.

7. Как это все будет работать? Инфраструктура

Для реализации подобной концепции необходимо создание инфраструктуры включающей четыре основных компонента:

• обеспечение пользователей точным позиционированием
• обеспечение пользователей беспроводной высокоскоростной передачей данных
• наличие облачного хранилища проектных данных
• создание специального стандарта проектирования для получения контента.

Остальной функционал это уже в принципе программно-аппаратные возможности самого устройства.

Уже сегодня на крупных строительных объектах имеются некоторые компоненты необходимой инфраструктуры для реализации концепции информационной стройплощадки. Описываемая концепция, прежде всего, подходит для крупных строительных объектов, таких как ГЭС, АЭС, НПЗ, стадионов, аэродромов и других масштабных технически сложных объектов, где информационное обеспечение имеет колоссальное значение. На таких крупных площадках всегда множество сложных инженерных систем, требующих соблюдения высочайшей технологической дисциплины при строительстве и эксплуатации. По мере уменьшения стоимости устройств, технология будет становиться доступнее специалистам более низкого ранга, и проникать на все более мелкие объекты.

Как правило, сейчас крупные строительные площадки оснащаются ГЛОНАСС/GPS локальными GNSS станциями, лазерными приборами или специальными маркерами при выполнении работ с применением с соответствующего геодезического оборудования или все тех же систем автоматического управление строительной техникй. Таким образом, инфраструктура для точного позиционирования уже сейчас присутствует на многих крупных строительных площадках. Дополнить ее визуальными или электронными маркерами не составит труда заинтересованному заказчику.

В городах и некоторых малых населенных пунктах все большее распространение получают 3G/4G каналы связи. Их пропускной способности достаточно для передачи огромного количества информации. При отсутствии устойчивого сигнала или его недостаточной пропускной способности на площадке можно создать собственную сеть, например из WI-FI передатчиков. Сейчас это по карману даже небольшой компании.

С развитием широкополосных каналов связи все большее распространение в мире получает переход вычислений и хранения информации в облачные сервисы. «Облако» наверное, можно назвать одним из главных компонентов системы информационной строительной площадки. Для его создания необходимо установить хороший сервер, настроить на нем соответствующие права доступа для различных пользователей: проектировщика, заказчика, подрядчика, службы технического контроля и т.д. Это по сегодняшним меркам не очень затратная процедура. Крупные корпоративные заказчики и некоторые подрядчики имеют собственный серверный парк.

8. Информационное обеспечение

Для обеспечения устройств, использующих дополненную реальность, специальным контентом потребуется интеграция с современными САПР основанных на BIM технологии проектирования. Возможно, для этого потребуется создание нового формата данных, например, .ARB - augmented reality in building.

Сегодня основной тенденцией является переход от 2D и 3D проектирования к проектированию с применением BIM-технологий. Проектирование с ВIM позволяет собрать всю архитектурно-строительную, технологическую, и иную информацию о здании или объекте со всеми ее взаимосвязями и получить на выходе единый объект - BIM-модель, в которой увязаны все разделы проекта и рассчитаны все конструкции. В свою очередь это позволит на этапе завершения проектирования получать не только проект как таковой, но и получить контент для дополненной реальности. Именно концепция BIM-проектирования позволяет расчленить модель на необходимые слои контекстной информации необходимой для дополнения ею реальности. BIM-модель может предоставить пользователю проект в виде структуры слоев с информацией в виде текста, графики или анимации, с необходимым графическим оформлением, с регулируемой прозрачностью в зависимости от степени важности. Управлять отображением информации на таких устройствах возможно в интерактивном режиме при помощи взгляда, жестов и голоса.

Современные средства 4D проектирования позволяют анимировать строительные процессы и визуализировать последовательность технологических циклов. Такая тенденция очень хорошо согласуется с предстоящим развитием технологии дополненной реальности в направлении визуализации процессов и будет очень востребована на строительном рынке для улучшения качества выполнения работ и контроля над строительством.

9. Проблемы технологии

Стоит сказать о современных проблемах технологии ДР, это: отсутствие стандартов, недостаточная производительность аппаратных средств, недостаточная точность позиционирования, необходимость специального контента, ограниченность применения при отсутствии широкополосных и устойчивых каналов связи, слабый интерес со стороны профессионального потребителя, недостаточное распространение в силу вышеприведенных причин. Все эти проблемы носят инженерный характер и решаемы по мере развития технологии и научно-технического прогресса в целом.

10. Дальнейшие пути развития

По мере устранения вышеперечисленных недостатков и совершенствования всех отраслей компьютерных технологий, дополненная реальность как продукт их синтеза достигнет всеобщего проникновения во все области человеческой деятельности. По сути ДР станет стандартом существования информационного общества. В строительстве и производстве, с развитием робототехники, те возможности, которые ДР даст человеку, будут постепенно переходить к роботам. Человеку останется выполнение только самых сложных операций, а дополненная реальность позволит максимально увеличить точность их выполнения. Постепенно HMD-устройства будут расширять диапазон своего применения за счет добавления новых сенсоров. Следующим поколением устройств потребления ДР для человека станут контактные линзы. Но пройдет еще 20–30 лет и придет уже эра нового нейроинтерфейса, которому уже не нужны очки или линзы. Человек сможет потреблять информацию естественными органами чувств, с расширенными возможностями имплантированных сенсоров. Обработка информации будет происходить непосредственно мозгом либо имплантированном чипе или в «облаке», приобретаемом по подписке в SkyNet, и оттуда поступать непосредственно в мозг.

С развитием так называемого интернета вещей, дополненная реальность станет основным средством получения и взаимодействия с информацией, поступающей от предметов окружающих нас, в т. ч. строительных конструкции.

Кому-то это покажется набором футуристических предположений, которые писатели фантасты наверняка уже выдвигали в своих книгах. Возможно это так, но напомню, то, что мы имеем сегодня, даже 20 лет назад казалось фантастикой или даже магией. Как недавно сказал один из экспертов компании Google, «Через 10 лет скорость изменения мира будет такой, что мы будем вспоминать нынешние времена как очень медленные и отсталые».

11. Выводы и пожелания

На основе приведенных выше доводов можно сделать вывод что ДР даст строительной отрасли сразу несколько принципиальных выгод:

• Доступность информации в реальном времени
• Наглядность информации
• Актуальность информации (облачное хранилище)
• Интерактивность информации (управление жестом, взглядом, голосом)
• Коммуникация (обсуждение проблем с коллегами в реальном времени в режиме видеоконференции)
• Архивация информации (видеофиксация - освидетельствование нарушений и ответственных элементов при строительстве).

Последние два пункта в большей степени относятся к устройствам потребления ДР, в которых данные возможности будут обязательно реализованы.

Всё это говорит о том, что дополненная реальность, несомненно, в недалеком будущем совершит очередную революцию не только в строительстве, но и, вообще, в образе жизни:

Это приведет к появлению новых стандартов в проектировании, строительстве и эксплуатации, новых способов работы с технической информацией. Произойдет значительное сокращение сроков строительства, сократятся материальные издержки за счет оптимизации всех процессов жизненного цикла здания и уменьшения материалоемкости строительства, уменьшится проявление «человеческого фактора», приводящего к всевозможным печальным последствиям. Можно считать что, человек стоит на пороге новых возможностей и его зрение, пока что ограниченное биологическими возможностями, уже совсем скоро дополнится бионическим зрением, расширенным при помощи компьютерных технологий. Очки или линзы, оснащенные дополнительной реальностью, будут такими же необходимыми и повседневными устройствами, какими когда-то для нас стали персональный компьютер и сотовый телефон.

Желаю вам быть открытыми для перемен, которые принесет в нашу жизнь дополненная реальность и быть готовыми использовать их своей повседневной деятельности!

Одной из самых обсуждаемых тем среди музейных специалистов является технология дополненной реальности, которая позволяет совмещать виртуальный и реальный мир, чтобы узнать дополнительную информацию о шедеврах. В этой статье мы подробно объясняем, что такое дополненная реальность, и как она поможет музею в нелегкой борьбе за посетителя.

Вконтакте

Одноклассники

Сложно поверить, но все чудеса, которые 20 лет назад мы наблюдали в фантастических фильмах (виртуальные примерочные, видеотелефоны, голограммы и многие другие, казалось бы, необыкновенные вещи), стали возможны благодаря дополненной реальности.

Кадр из фильма «Звездные войны: Эпизод 4 – Новая надежда», 1977 год.

По оценкам экспертов, в настоящее время технология дополненной реальности — это один из главных технологических трендов. Рынок этой технологии оценивается как один из самых быстро растущих, и продолжит расти экспоненциально еще 5-10 лет. Digi-Capital оценил AR-рынок к 2020 году в 120 млрд. долларов.

Что такое дополненная реальность?

Термин «дополненная реальность» (Augmented reality, AR) в 1990 году придумал исследователь компании Boeing, Томас Коделл, когда разрабатывал нашлемную систему целеуказания и индикации полета.

В русском языке также используется термин «расширенная реальность», являющийся синонимом.

Сегодня под этими терминами подразумевают наложение информации в форме текста, графики, аудио и других виртуальных объектов на реальные объекты в режиме реального времени.

Но не путайте дополненную реальность с виртуальной! Виртуальная реальность – это создание полностью искусственной среды, которая замещает человеку всю аудиовизуальную информацию, поступающую из окружающего мира. В случае c дополненной реальностью, информация из окружающей действительности лишь частично дополняется виртуальным содержимым.

Дополненную реальность достаточно просто определить по трем основным признакам:

Комбинирование реального и виртуального миров

Интерактивность

Трехмерное представление объектов

Как создать дополненную реальность?

В самом простом варианте для того, чтобы создать приложение с дополненной реальностью, нужно просто взять и наложить виртуальное изображение на видео с камеры. Да, действительно все так просто. Но!

Полноценная дополненная реальность включает в себя не только отрисовку виртуальных объектов поверх изображения с камеры, но и привязывание их к окружающей обстановке.

Для этого используются либо метки, расположенные в реальном мире, к которым привязывается виртуальный объект, либо якоря (GPS-координаты). Ведь куда приятнее видеть не только одну сторону виртуального предмета, но и иметь возможность обойти его со всех сторон, подойти поближе и рассмотреть его в деталях.

Помимо меток, к которым привязывается объект, также необходимо учитывать положение пользовательского устройства в пространстве, считывая и обрабатывая показания компаса, акселерометра и гироскопа, для того, чтобы правильно отображать виртуальный объект. В качестве объектов AR-технологии могут выступать видео и аудио материалы, 3D-модели, а также текстовый контент.

Приложения с дополненной реальностью создаются с помощью платформы для разработки, которая позволяет создавать собственные AR-приложения с нуля или интегрировать AR-функционал в уже готовые приложения. Для создания дополненной реальности также понадобится устройство с камерой (смартфон, ПК или умные очки, такие как Google Glass и Epson Moverio).

Примеры использования дополненной реальности (AR) в музеях

Ожившие трехмерные экспонаты в первозданном облике, отреставрированные комнаты или достроенные здания — вот только небольшой список того, что может быть реализовано с помощью технологии дополненной реальности в музее.

Мобильные приложения

Самыми популярными и доступными гаджетами для AR-приложений являются мобильные устройства (смартфоны и планшеты).

Тайваньские исследователи изучили эффективность использования дополненной реальности, наблюдая за поведением музейных групп с экскурсоводом, аудиогидом и AR-приложением. Исследование показало, что после экскурсии наибольшую информированность и вовлеченность проявила именно та группа, которая использовала мобильный гид с дополненной реальностью.

Сейчас многие музеи закупают массу интерактивного оборудования: от инфокиосков до роботов-экскурсоводов. Но для оснащения каждой выставки интерактивным комплексом требуются большие вложения. Роль такого дорогостоящего комплекса может выполнять смартфон или планшет. Скачав специальное приложение с дополненной реальностью на свой смартфон, посетитель получает отличного персонального экскурсовода. И для музея более эффективно и гораздо менее затратно задействовать пользовательские устройства взамен собственных, например, аудиогидов.

Музей естествознания Лондона (Natural History Museum) еще в 2012 году с помощью специального приложения и маркеров дополненной реальности, нанесенных на экспонируемые объекты, сделал возможными самостоятельные виртуальные экскурсии.

В музее Антрверпена приложение с дополненной реальностью вдохнуло жизнь в картины Рубенса. Дополненная реальность была реализована с помощью технологии iBeacon, использующей Bluetooth-маяки.

Очки дополненной реальности

Если вы интересуетесь гаджетами, то наверняка наслышаны о технологичных новинках компаний «Google» или «Epson».

Компания «GuidiGO» создала экскурсионное приложение для очков Google Glass, которое распознает образы и идентифицирует произведения искусства, чтобы автоматически запускать нужный контент. Изображения и видео появляются в нужный момент во время аудиорассказа. В дополнение к распознаванию образов, «GuidiGO» обеспечивает навигацию в помещениях, что позволяет посетителям насладиться экскурсией, не беспокоясь о том, куда идти дальше.

Очки дополненной реальности Epson Moverio BT-200 - это сочетание полупрозрачных экранов с эффектом присутствия, камеры, гироскопа и акселерометра.

Осенью 2015 года совместно с группой компаний «Пилот» Лаборатория мультимедийных решений представила инновационный для людей с ограниченными возможностями. С помощью технологии дополненной реальности, очков Epson Moverio и сурдоперевода мы «оживили» девять сцен из постоянной экспозиции, тем самым сделав выставку доступной для посетителей музея с нарушениями слуха.

Виртуальная примерочная

Еще одним важным примером дополненной реальности может стать виртуальная примерочная. В классическом варианте с этой технологией можно значительно ускорить и разнообразить скучный шопинг. Камера распознает фигуру и лицо человека, а программа дополненной реальности создает 3D-копии вещей на вашем теле. С помощью жестов можно быстро примерить сотни вещей и делиться снимками «луков» с друзьями.

Эта технология используется в краеведческом музее Благовещенска, где можно сфотографироваться в виртуальном японском костюме.

Экран дополненной реальности

Экран дополненной реальности создает иллюзию присутствия и помогает взаимодействовать со всевозможными персонажами. Дополненная реальность на большом экране — это ещё и вау-фактор, который играет очень важную роль в формировании впечатления от посещения музея. Современные экраны с высоким разрешением позволяют добиться максимальной реалистичности картинки, будь то большое сражение или демонстрация работы сложного механизма.

Инсталляции с применением дополненной реальности собирают большое количество зрителей. Они необычны и заставляют людей задержаться перед экраном.

В декабре 2015 года «Лаборатория мультимедийных решений» в подготовке грандиозного московского фестиваля ярмарок «Волшебное путешествие в Рождество».

На Манежной площади в рамках ярмарки «Остров, где сбываются мечты» нами был установлен шестиметровый экран дополненной реальности. С его помощью каждый смог почувствовать себя героем сказки. Всё, что нужно было сделать, — это подойти к экрану, и увидеть себя в окружении Деда Мороза, Снегурочки, медвежонка Умки, северного оленя или танцующих снеговиков.

Почему музеям необходима дополненная реальность? Вот несколько причин: дополненная реальность позволяет раздвинуть границы экспозиции, показать огромный объем дополнительной информации и многократно усилить эмоциональное воздействие произведений искусства на посетителя.

Закажите разработку проекта с дополненной реальностью
в Лаборатории мультимедийных решений
и удивляйте посетителей вашего музея!

Напишите нам!

Вконтакте

Что же такое дополненная реальность? Первое, что придёт в голову любому человеку - это всем известные мечты о виртуальности, полном погружении, будь то кино или компьютерная игра. Однако, это далеко не так.

Знакомство

Дополненная реальность - это целая методика, позволяющая дополнять реальный мир новой информацией с помощью цифровых технологий.

Другое определение - смешанная реальность воспринимаемая с помощью добавленных компьютером элементов в текущем времени.

Ученый Рональз Азума определил в 1997 году, что технология дополненной реальности - это система, совмещающая виртуальное и настоящее, взаимодействующая в текущем времени и работающая в 3D.

Как вы можете видеть, понятие виртуальной реальности является лишь частью чего-то намного большего, чем просто аксессуара для развлечений.

Первые шаги

Для того чтобы разобраться, что такое дополненная реальность, не обязательно понимать процессы, протекающие в компьютере. Люди, для которых слова о виртуальности ничего не говорят и не разъясняют, могут вспомнить примеры из детства.

У вас в юности был принтер или компьютер? Это сейчас люди не могут представить себе жизнь без цифровых технологий, а в далёких 90-х дети писали сочинения и рефераты от руки. Кажется, где тут можно найти дополненную реальность? Рефераты в школах писались на альбомных листах А4. Кто поумней, чтобы выходило ровно, разлиновывал лист с помощью карандаша и линейки, а вот некоторым везло больше. В семьях частенько можно было встретить трафарет - лист бумаги с четко и ярко нанесёнными черными линиями. Если на него сверху положить альбомный лист, то эти линии будут видны насквозь, и человек сможет писать как по линейке. Трафарет дополнял альбомный лист строками.

А может кто-то помнит трафареты в инженерных и конструкторских бюро. Прозрачные плёнки, на которые наносятся варианты схем и чертежей, для того чтобы можно было наложить на оригинал.

В российской армии до сих пор используются с двойной поверхностью и подсветкой. Между двумя плоскостями кладётся карта местности, а на верхнем прозрачном покрытии рисуются планы боевых действий. Таким образом создаётся прообраз рабочего виртуального места.

Инновации Microsoft

Разработка современных приложений не стоит на месте. У многих на слуху сейчас сведения о том, что различные компании разрабатывают очки дополненной реальности. Примером этой технологии можно назвать Microsoft HoloLens. Это современный гаджет, выполненный в виде очков, предназначенных для создания дополненной реальности. Устройство контролируется с помощью жестов или голосовых команд и позволяет управлять виртуальными объектами, создаваемыми поверх реальных, которые видны сквозь прозрачные линзы.

Во время презентации этого гаджета был устроен просмотр 3D видео, а также продемонстрирована возможность создавать трёхмерные объекты. Более того, создатели заверяют, что модели, созданные в их устройстве, можно сразу отправлять на 3D-принтер и печать.

Механизм работы этих очков не использует голограмм, а просто создаёт изображение на поверхности линз таким образом, чтобы можно было отслеживать движения глаз. По сути, вся виртуальная картинка остаётся исключительно в вашей голове. Для работы этих очков не требуются какие-либо камеры, датчики или подключение к компьютеру.

Первооткрыватели Google

Несмотря на очевидный прогресс в создании очков дополненной реальности у Майкрософт, первыми, кто создал работающий прототип, стали специалисты из Google X. Так называемые google glass были презентованы в 2012 году и должны были совмещать в себе видеодневник, дополненную реальность, мобильную связь и интернет.

Гаджет крепится на голову, он снабжен маленьким дисплеем и камерой. Управление происходит голосом по ключевому слову. Идея была реализована для людей, носящих корректирующие зрение очки дополненной реальности, таким образом, чтобы можно было заменять линзы под каждого индивидуально.

Играем в жизнь

Как ни странно, игры дополненной реальности вошли в нашу жизнь относительно давно. Разумеется, относительно создания очков. Интересный факт - индустрия развлечений всегда на шаг впереди серьёзных проектов. К сожалению, а может быть и к счастью, они не приобрели формат массового увлечения. Скорее всего, для того чтобы это произошло, необходим массовый переворот в сознании. Хотя есть вероятность, что человечество просто боится в итоге перепутать реальность и виртуальность. Приведём пару игр, использующих технологию дополненной реальности.

1. Real strike - это даже не игра, а просто приложение. В ней используется камера вашего смартфона. При запуске включается камера, и на картинку накладывается модель оружия. Противников нет. Так что пользователь со спокойной душой может "отстреливать" докучающих соседей, хамов на дороге, доставшего начальника. Неплохое приложение для разрядки нервов.
2. Одним из популярных жанров компьютерных игр является так называемый Толпы озлобленных монстров, пытающихся разрушить вашу башню. Действие игры дополненной реальности AR Defender 2 происходит у вас в комнате, кабинете или классе. Точно так же, как и в предыдущем варианте, камера гаджета считывает информацию об окружающем пространстве и уже на него выводит изображение. Продвинутый движок приложения абсолютно четко воспринимает неровности поверхности, что обеспечивает еще более высокий уровень погружения.
3. Хороший способ провести перерыв на работе - это сыграть в виртуальный баскетбол. Приложение AR Basketball, позволяет создавать образ баскетбольной корзины на том месте, куда прикреплён специальный QR код. Вы можете распечатать его и поместить на любую поверхность, хоть просто на стену, хоть на кружку с кофе.

Не до игр

Если вы являетесь серьёзным человеком, считающим, что играм не место в нашей жизни вообще, то существуют приложения дополненной реальности для служебной деятельности. Тысячи программ и утилит, позволяющих сделать хороший маркетинговый ход.

1. Как вам идея установить в магазине одежды в примерочных системы дополненной реальности так, чтобы посетители не брали вещи с вешалок, а просто примеряли их на компьютере?
2. Или проходившая акция канала National Geographic, приобщавшая людей к миру дикой природы без выезда за пределы города.
3. Возможность создавать в приложении 3D проект здания, с переносом с места на место без особых проблем.
4. Если вы заядлый турист, то браузеры дополненной реальности помогут вам отыскать любую необходимую информацию по месту, где вы находитесь, или найти дорогу, если заблудились.

Своими руками

Если вы практикующий программист и вас интересует дополненная реальность, как сделать её самому, подскажет Swarp SDK. Разработанный российскими программистами продукт служит для создания приложения дополненной реальности в "домашних" условиях. Поскольку программирование является сложным творческим процессом, вникать в тонкости сего действия не будем, а просто опишем общий интерфейс программного обеспечения.

1. Bin - директория, в которой находятся все библиотеки Swarp SDK, а также движок управления Mogre.
2. Docs - тут хранится вся документация, а также FAQ пользователя.
3. Examples - тут собраны примеры, созданные разработчиками Swarp SDK.
4. Trackable - здесь есть несколько готовых маркеров, необходимых для размещения виртуального объекта в реальности.
5. Utilites - существует 3 встроенных утилиты, две из которых служат для просмотра лицензии и общих сведений о приложении, а вот третья создаёт маркеры для объектов дополненной реальности.

С помощью этого программного обеспечения создаётся дополненная реальность, программы, её использующие, а также коды, необходимые для реализации виртуальности в реальной жизни.

Примеры

Дополненная реальность уже прочно вошла в повседневность многих людей. Если не считать компьютерные технологии и гаджеты, то человечество использует ее для решения самых разных задач.

В современных боевых самолётах и вертолётах с помощью систем дополненной реальности реализуется индикаторная панель, режим прицеливания, в общем всё, что можно просто и быстро посмотреть, не отвлекаясь на остальную приборную доску.

В полиграфии дополненная реальность используется также в достаточно больших объёмах. В различных журналах, газетах, путеводителях или картах помещаются специальные коды, которые необходимо считывать особыми браузерами, предназначенными для их просмотра. В таких отметках может находиться абсолютно любой цифровой контент - текст, видео, изображения или даже музыка.

Дополненная реальность на андроид-платформе реализуется в виде игровых и развлекательных приложений.

В медицине также используется эта технология. Например, для локализации опухоли в каком-либо органе проводят сканирование, а затем накладывают результат на модель пораженного органа, таким образом сохранив больше здоровой ткани. Дополненная реальность уже сейчас спасает тысячи жизней. Даже несмотря на то, что находится ещё в зачаточном состоянии.

Будущее

Технология дополненной реальности всё глубже проникает в нашу жизнь. Уровень распространения кибертехнологий и их интеграции в сферу жизнедеятельности человечества настолько высок, что в скором времени нам могут не потребоваться многие привычные сейчас вещи. Несмотря на то, что приложения дополненной реальности сейчас не очень популярны, возможно, из-за того, что требуют от человека хоть каких-то действий - выйти на улицу, пошевелиться. Сложно сказать, что станет с человечеством в ближайшее время благодаря этим технологиям. Мы можем либо полностью атрофироваться, сидя за компьютерами, либо шагнуть в новый мир, полный интереснейших событий, технологий, аттракционов... то есть заиграться, полностью погрузившись в виртуальность.

В процессе контакта новейших технологий с пользователем используются разнообразные вспомогательные разработки. Одна из них — дополненная реальность.

Что это такое, в чём отличие от и как происходит взаимодействие с человеком? Этот минимум вопросов, которые интересуют впервые столкнувшихся с этим понятием пользователей.

Дополненная реальность или AR — исходя из названия представляет собой инструмент добавления в обстановку реального мира виртуальных объектов.

При этом восприятие пользователем происходит в объёмном трёхмерном режиме за счёт чего объекты воспринимаются, как часть реальной жизни.

При ответственном и качественном подходе к разработке и организации создания дополненной реальности человек теряет грань где заканчивается реальное и начинается виртуальное. Таким образом,
выполняется расширение текущей реальности, в неё внедряется информация виртуального происхождения.

Технология дополненной реальности даёт массу дополнительных возможностей и используется в различных сферах деятельности человека. Какие основные преимущества даёт использование AR?

1. Первое на что можно рассчитывать это повышенный эмоциональный фон и соответствующий отклик пользователя. Это связано с эффектом неожиданности и нереальности происходящего. Например, появление в торговом комплексе виртуального объекта вызовет минимум удивление и как максимум восторг. Таким образом, эмоциональный фон позволяет более удачно продвинуть нужный продукт. Эта особенность очень ценна для .
2. Повышение лояльности к нужному бренду может быть достигнута посредством дополненной реальности. Такой подход добавляет игровой момент и повышает вовлечённость абсолютно всех без исключения.
3. Благодаря тому, что нужная информация преподносится легко и в игровой форме повышается качество её запоминаемости.
4. В отличие от виртуальной реальности, дополненная не требует использования сложных приспособлений для создания нужной обстановки, она может генерироваться при помощи подручных гаджетов, например, мобильного телефона. Именно это является основным отличием двух этих технологий.
5. Благодаря высокому эмоциональному фону, все рекламные кампании, использующие как инструмент дополненную реальность, имеют вирусный эффект. А как известно, он лучший рекламный инструмент из всех возможных. Рассказы передаются по принципу «сарафанного радио» и повышают узнаваемость бренда, а также привлекают к нему внимание. WOW-фактор формирует лучшее впечатление от продукта в целом.
6. Прочная связь офлайна и Digital.
7. Позволяет более детально изучить предлагаемый товар потенциальным клиентам. Особенно если, созданная 3D-модель позволяет разобрать продукт более детально, чем это предоставляется в реальности.

Как видно из перечисленных преимуществ, дополненная реальность является лучшим на сегодняшний день. Она позволяет значительно расширить ЦА и повысить её лояльность.

Для того чтобы расширить и дополнить имеющуюся реальность используется специальное программное обеспечение, и гаджеты, формирующие модель объекта:

• планшеты последнего поколения;
• умные очки, генерирующие объекты AR;
• смартфоны с соответствующей функцией.

Если более детально взглянуть на процесс создания дополненной реальности, то можно отметить следующие элементы, участвующие в процессе дополнения окружающей реальности. В первую очередь — это дисплей, камера и соответствующая электроника. Последняя предназначена для определения положения объекта в пространстве и имеет такие приборы, как компас, GPS и акселерометр.

Таким образом, современны сенсорный смартфон имеет полный набор требующихся составляющих для генерации дополненной реальности.

Все это позволяет создать эффект неожиданности и значительного удивления и соответственно закрепить в памяти зрителя все, что с этим связано.

Благодаря своей структуре, дополненная реальность имеет следующие свойства: совмещение искусственно созданных виртуальных объектов с реальным миром; взаимодействие в режиме реального времени; работа в объёмном режиме 3D.

По сути, механизм можно представить в такой последовательности: применяется специализированная метка, как только компьютер или смартфон её обнаруживает и считывает, тут же на дисплее воспроизводится дополнительный слой с виртуальным объектом. Самым простым примером такого механизма может послужит игра Покемон Гоу.

Применение дополненной реальности используется её только в развлекательной индустрии, хотя и там она нашла своё место. Кроме этого, есть немало сфер, в которых эта технология показывает выдающиеся результаты. Вот некоторые из них.

Примеры приложений с дополненной реальностью

Для того чтобы более наглядно понять принцип создания и использования этой технологии нужно привести примеры реальных приложений, использующих возможности дополненной реальности. Pokémon GO среди них является одним из самых успешных, но при этом не самых сложных, с точки зрения технической реализации, есть ещё более яркие примеры.

Ingress

Это игра, которая стала прототипом для создания нашумевшего продукта для ловли покемонов. В этой истории требуется захватывать порталы, привязанные к различным достопримечательностям во всем мире.

Игра имеет захватывающую историю и хороший геймплей, сопровождающийся различными штучками для повышения вовлечённости. Борьба с тёмным миром и спасение мира от них более достойное занятие, чем охота на непонятных зверюшек.

Blippar

Это умное приложение, которое может более подробно рассказать пользователю об объекте, находящемся в области захвата камеры устройства. Немного сходное с визуальным поиском от Гугл.

Чтобы получить более подробную информацию о достопримечательности или новом гаджете достаточно просто захватить его объективом камеры смартфона. Помимо дополнительных данных, пользователь получает ссылки с информацией, полезной для прочтения.

Geocaching

Это развлекательное приложение дополненной реальности, имеющее популярность среди туристов. Основа процесса — поиск сокровищ, которые спрятали другие игроки.

Клад, который необходимо найти, располагают в исторических местах или объектах, имеющих культурную значимость. В связи с этим развлечение носит не только игровой, но и познавательный характер. Для реализации процесса используются смартфоны с установленным приложением.

Каталог ИКЕА

В отличие от представленных выше этот продукт не имеет ничего общего с игровым или развлекательным процессом. Но это отличный пример того, какую практическую пользу может принести дополненная реальность.

Разработка позволяет визуализировать предмет интерьера в рамках домашнего пространства и оценить насколько гармонично он впишется в текущую обстановку.

Zombies, Run

Это пример не визуальной, а звуковой дополненной реальности. Приложение пригодится любителем пробежек, которые хотят разнообразить процесс тренировки. Благодаря дополненной реальности простая пробежка приобретёт дополнительный смысл и элемент приключения.

В зависимости от формата пользователю придётся убегать от зомби, искать различные тайные склады с медикаментами, спасать близкое окружение и тому подобное. Процесс выстраивается в зависимости от предпочтений и возможностей пользователя.

Это далеко не полный список приложений, способных обеднить текущую реальность с виртуальными объектами. Как видно из приведённых примеров разработка носит не только развлекательный характер, она вполне применима и с практической точки зрения.

Бизнес-модели

Опытным руководителям предприятий знакома формула роста производительности труда. Всем очевидна роль инноваций в этом процессе. Однако не каждый может вовремя распознать технологии, способные помочь в повышении производительности, особенно на таком консервативном и не склонном к инвестициям в инновации рынке, как российская промышленность. В своём время Autodesk и Consistent Software довольно долго пробивались к проектировщикам и конструкторам – они не понимали, зачем выкладывать миллионы за работу, которая проводилась с помощью карандашей и ватмана. В итоге часть предприятий, которые вовремя не приняли на вооружение новые технологии, ушла с рынка.

В этой статье мы бы хотели привлечь ваше внимание и рассказать о новой технологии, которая уже успешно применяется в промышленности и производстве по всему миру.

Что такое дополненная реальность?

Пол Милгр (Paul Milgram) и Фумио Кисино (Fumio Kishino) в 1994 году описали дополненную реальность как некое пространство между реальностью и виртуальностью. Технологии дополненной реальности проецируют любую цифровую информацию (изображения, видео, текст, графики и т.д.) поверх экрана любых устройств.

Если вы смотрели фильм «Железный человек», то как раз все графические показатели, которые отображались на экране шлема и относятся к понятию дополненной реальности (“augmented reality”).

Возможно, это звучит и выглядит более чем фантастично, однако такие решения уже с успехом используются на многих промышленных и производственных компаниях, включая российские.

Обзор устройств для дополненной реальности

На сегодняшний день среди устройств дополненной реальности можно выделить портативные устройства, стационарные и проекционные системы, очки и линзы дополненной реальности.

Портативные устройства – это самый бюджетный способ соприкоснуться с дополненной реальностью. К ним относят мобильные телефон и планшетные компьютеры. Главное требование к устройству – это наличие качественной камеры с высоким разрешением.

Стационарные системы – это широкоформатные экраны, оборудованные камерами с высоким разрешением, которые располагаются на одном месте. Такие системы не очень удобны в подвижной работе, зато демонстрируют более реалистичную визуализацию

В отличие от стационарных систем дополненной реальности проекционные системы накладывают изображение на любую поверхность, и для их работы не требуется отдельный экран.

Наиболее широко используются очки дополненной реальности, надев которые, человек видит виртуальные объекты, наложенные на окружающую действительность. К наиболее известным в России устройствам относится Google Glass ($1600), а также Moverio от компании Epson ($799.99).

Линзы для дополненной реальности все ещё остаются предметом исследований технологических гигантов, включая Samsung, Google и Microsoft. Идея заключается в том, чтобы превратить обычные линзы в прозрачный электронный экран, содержащий систему управления, миниатюрную камеру, антенну, светодиоды и другие оптоэлектронные компоненты. В частности, компания Samsung уже подала патент на «умные» контактные линзы, поэтому у нас есть все основания ожидать выхода на рынок устройства в ближайшие 5-10 лет.

Где возможно применение дополненной реальности?

Существующие решения уже охватывают множество сфер: инструменты для автоматизации процессов и повышения производительности, обучение сотрудников, сокращение брака продукции, повышение эффективности логистических процессов, обеспечение безопасности труда.

Например, с помощью дополненной реальности рабочие могут оперативно получать доступ к инструкциям и руководствам по любой детали. Информацию они получают в виде наглядной трёхмерной анимации, видео, аудио, фотографиях, картинках или графиках. Такой подход позволяет снизить требования к квалификации специалистов, и уменьшить время на изучение и просмотр рабочих инструкций. Причём сама система способна распознать форму детали и её номер и вовремя подсказать, если техник предпринял ошибочные действия по её монтажу.

Вопросы эффективности внедрения дополненной реальности очень подробно освещены в тематическом исследовании «Эффективность дополненной реальности в обрабатывающей промышленности» (“Augmented Reality Efficiency in Manufacturing Industry ”), авторами которого являются Юха Сааски (Juha Sääski), Тапио Салонен и ряд других авторов (Tapio Salonen).

Более узкое исследование – «Оценка преимущества дополненной реальности для задач локализации обслуживания турели бронетранспортёра» (“Evaluating the Benefits of Augmented Reality for Task Localization in Maintenance of an Armored Personnel Carrier Turret ”). Его авторами являются сотрудники Колумбийского университета Стивен Хендерсон (Steven J. Henderson) и Стивен Фейнер (Steven Feiner). Исследование будет полезно для ознакомления топ-менеджерам производственных и промышленных предприятий, чтобы принять решение об эффективности инвестиций в новую технологию.

Оба исследования находятся в свободном доступе в сети интернет.

Рассмотрим ещё несколько впечатляющих примеров использования дополненной и виртуальной реальности в производственных и промышленных компаниях.

Авиационная промышленность

Компания Boeing – одна из крупнейших аэрокосмических компаний на планете, которая строит самолеты для 150 стран мира. В бортовых системах самолёта содержится множество компонентов, связанных между собой системой проводов. Укладка и соединение кабелей производится по специальному шаблону, после чего их скрепляют в жгуты, а на концы кабелей устанавливают разъемы. Процесс работы занимает длительное время и требует особого внимания и ответственности. Последние 20 лет Boeing искала систему, способную сократить время на производство и устранение ошибок. В начале 2014 года компания внедрила решение дополненной реальности на платформе очков Google Glass. С помощью приложения оператор отдает голосовую команду: «Ок, Skylight. Начать создание жгута. Сканировать заказ 0447» и видит в очках дополненной реальности визуальную дорожную карту по сборке жгута № 0447.

Согласно данным из доклада компании Boeing по проекту, «использование Google Glass позволило сократить время производства на одну четверть и сократить количество ошибок в два раза».

Другой пример – компания Lockheed Martin, где внедрением проекта занималась компания NGRAIN. Инженеры завода используют дополненную реальность для получения визуальной подсказки по сборке самолёта F-35. В качестве основной платформы в компании используются очки дополненной реальности Epson Moverio BT-200, оборудованные специальными датчиками движения и глубины. Когда техник монтирует деталь тормоза на шасси, в очках дополненной реальности он видит все данные о том, где и в каком порядке нужно проводить сборку и подсоединять кабеля. В итоге весь процесс работы напоминает сборку конструктора LEGO, когда от рабочего требуется лишь взять подходящую деталь и поместить её в нужное место.

По данным компании NGRAIN , «программное обеспечение позволяет инженерам работать на 30 процентов быстрее с точностью до 96 процентов».

Автомобильное производство

Модели автомобилей выпускаются в различных комплектациях и цветах. Поэтому автоконцерны часто стремятся находить баланс между массовым производством и индивидуальными предпочтениями потребителя. Конечно, во времена Генри Форда всё было намного проще. Организация такого производства часто сопровождается сложными рабочими инструкциями, которые способны спровоцировать простои, ошибки и снижение производительности.

Концерн Fiat Chrysler Automobiles (FCA) применил в своей работе проекционную систему дополненной реальности OPS Solutions. Теперь на каждом этапе сборочного процесса рабочие получают наглядную информацию о своём следующем шаге.

После внедрения инновации был организован эксперимент. Перед операторами стояла задача собрать зубчатые передачи и цепи. Весь процесс проходил в десять последовательных шагов. Сотрудники должны были выбрать правильные комплектующие, провести монтаж и убедиться, что всё сделано правильно. Часть операторов выполняла задачу с помощью бумажных инструкций, а другие использовали инструменты дополненной реальности. Результаты эксперимента вы можете оценить в таблице ниже.

Сокращение числа ошибок 80%
Сокращение времени рабочего цикла 38%
Увеличение пропускной способности 82%

Другой автомобильной компанией, принявшей на вооружение технологии дополненной реальности, стал концерн Volkswagen. На своём заводе в Вольфсбурге Volkswagen использует очки дополненной реальности Google Glasses при комплектации заказов. Рабочие автоматически получают всю необходимую им информацию о местах хранения или номерах деталей.

Сборочное электромонтажное производство

Первое российское приложение дополненной реальности было выпущено компанией VR CORP для электромонтажного производства. Руководство компании «Технологии Энергосбережения Сибири» столкнулось с текучкой кадров, в результате чего много средств и усилий тратилось на обучение вновь приходящих сотрудников. Для офисного персонала было создано приложение, с помощью которого любой сотрудник мог навести смартфон на электротехническую схему и рассмотреть в подробностях 3D-модель готового изделия, включая все её комплектующие. Особо это приложение актуально для молодых специалистов без опыта работы. Вводный курс обучения специальности сократился до простой схемы: взял смартфон, запустил приложение, навёл на электротехническую схему и рассмотрел все подробности об изделии в его готовом виде.

Похожее по функционалу приложение было разработано для рабочих сборочного цеха. Вместо электромонтажной схемы специалист получает информацию о размещении деталей и кабелей в будущем изделии, а подсветка каждой детали вовремя предупреждает, если используются неправильные комплектующие.

За свою разработку компания VR CORP получила диплом форума «Городские технологии» от Департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии города Новосибирска.

Внедрение дополненной реальности на собственном предприятии

Технологии дополненной реальности предлагают новый интересный взгляд на решение задач по текучке персонала, его обучении, производственных ошибках и простоях. Не всегда ясно, с чего стоит начинать, каких затрат это потребует и как скоро вернутся инвестиции.

Начните с малого. На российском рынке не так много компаний, работающих с дополненной реальностью для производства и промышленности, и тем не менее выбор есть. Вот наши рекомендации:

1. Свяжитесь с представителями разработчика и расскажите подробно о стоящих перед вами задачах.
2. Создайте вместе рабочую группу для подробного анализа и разработки решения.
3. Не стремитесь сразу объять необъятное. Выберите один из небольших этапов производственного процесса и разработайте для него тестовое решение. По оценке российского разработчика решений по дополненной реальности компании VR CORP, стоимость такого решения составляет от 50 000 до 100 000 руб.
4. Сравните показатели эффективности у рабочих, использующих дополненную реальность и тех, кто работает по старинке.
5. На основании показателей оцените инвестиционную привлекательность комплексного проекта.
6. Если показатели проекта вас радуют – согласуйте его бюджет и этапы внедрения.
7. Запускайте в работу.

Возможности для коммерческого применения

В конкурентной борьбе многие предприятия предлагают идентичный товар и поэтому стремятся побеждать в основном за счёт снижения цены. Такая конкурентная стратегия создаёт нелёгкие условия, в которых прибыль по сделкам колеблется от 3 до 7%.

Дополненная реальность может служить не только для нужд собственного производства, но и для создания товара с уникальными свойствами. Многие продукты требуют от пользователя некоторых усилий, чтобы в нём разобраться и использовать. Например, электрические щиты, генераторы, автомобили и мебель от IKEA. С помощью дополненной реальности производитель может добавить для пользователя интерактивную справку, которой тот сможет воспользоваться с помощью своего планшета или телефона. Эта справка наглядно покажет, как нужно использовать товар, исключит множество ошибок и в целом повысит удовлетворённость потребителя.

Компания BMW уже запустила аналогичное решение для обслуживания и ремонта своих автомобилей. Сразу после запуска многие СМИ заявили о конце эпохи станций технического обслуживания, ведь теперь для каждого стало возможным обнаружить и исправить неисправность в автомобиле. С помощью приложения пользователь видит последовательную инструкцию, которая шаг за шагом показывает, как диагностировать и исправить любую деталь и какие для этого потребуются инструменты.

Многим производителям известны жёсткие условия конкурсных торгов, где приходится сильно понижать свою прибыль. Если убедить клиента включить требования по наличию такой интерактивной справке в дополненной реальности у поставляемого товара, то производитель получит прямое конкурентное преимущество и гарантию победы.

Во всяком случае до той поры, пока дополненная реальность не превратится в массовое явление.