科幻照进现实:我国工厂运维人员已应用 AR 眼镜技术

2021/9/10 15:12:06 来源:量子位 作者:明敏 鱼羊 责编:玉笛

戴上一副眼镜就能看到各种炫酷特效、数据信息、任务装备。《失控玩家》里主角的这般体验,试问谁看了不心动?

还真别说,你以为还很遥远的科幻场景,如今已悄悄在现实世界里展露端倪。

这就是在我国核电厂中真实发生的一幕。

现在,运维人员想要查看设备的相关信息,只需戴上一副 AR 眼镜,各种实时数据就能直接出现在眼前了。

是不是有种科幻照进现实的感觉了?

如果顺藤摸瓜就会发现,AR 技术如今在工业、安防、医疗等场景中,能做到的已经远超我们想象……

科幻照进现实

比如,用上 AR 以后,不少运维大型设备的工作人员上班,真的有种打游戏的感觉了。

戴上 AR 眼镜,打开设备的运维界面,就能看到设备的说明介绍和运维须知。

有股“新手入门手册”那味儿了。

“开始运维”这一选项,更不用说了,四舍五入就是“开始游戏”。

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更像游戏的是,运维人员也能在工作中也能开启人工外挂、被大佬带飞

如果遇到无法解决的问题,通过 AR 眼镜背后的 AR 远程运维平台,一线人员可以向专家寻求协助。

专家只需坐在电脑前,通过在 AR 视野中进行标记和实时语音指导,就能快速有效地帮助到运维人员。

此外,工厂中所有设备的状态数据、运维记录也都会在后台存档。

这样一来,所有的操作都可追溯、还能对数据进行分析。

而以上这些炫酷的操作,是某核电领域公司运维人员的日常罢了

无独有偶,海尔智慧互联工厂也把 AR 技术应用得游刃有余。

不只是工厂中设备的巡检点,海尔还把 AR 用在了售后和培训员工上。

尤其是对于远程的售后维护,有了 AR 平台直接连线厂家,无需技术人员到现场,就能快速高效解决问题。

显然,AR 在解决远程运维的问题上,真的是得心应手。

跨国连线都没问题。

去年疫情期间,华菱湘钢进口了一批德国、奥地利的设备急需投入生产,但是必须要海外专家进行调试。

依靠 AR+5G 技术,湘钢现场的工程师把第一视角画面推送给了远在德国、奥地利的专家。让海外专家就能直接进行 AR 标注,精准高效地做出指导。

此外,在一些工厂中,AR 的出现也在更加契合一线工作本身。

比如在宝钢的工厂里,工人师傅们佩戴的头盔上已经和单目 AR 眼镜整合为一体,使工人在日常生产中使用 AR 眼镜更加方便、舒适。

事实上,走下工厂一线,在工程前期设计、建设时,AR 能做的也令人大开眼界。

比如某大型钢铁企业钢铁基地在设计建设时,就用上了 AR 沙盘

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工程师想要了解沙盘中不同部分的具体设计和数据,只需要点击相应部分,就能直接出现在眼前

是不是有点钢铁侠那味儿了?

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在安防上的使用,就更加令人震撼了。

一线执法过程中,警察戴上 AR 眼镜,在人流量巨大的机场,0.3 秒就能核查出重点人员的身份信息

不只是人脸,车牌识别 AR 也能做到,挂牌车辆从此无处可逃。

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在大型安防活动中,AR 还能应用在无人机上,让指挥官可以看到实时景象部署作战计划。

并且可以为警员提供最佳的行动指引和作战路线。

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背后技术来自中国公司

怎么样,是不是有点期待像《失控玩家》里的 Guy 那样带上“眼镜”,get 到一个完全不同的世界了?

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其实,这些精彩案例背后,提供技术支持的都是同一家不事张扬的中国 AR 公司 —— 由清华北大学霸们创办的亮风台

亮风台联合创始人、董事长兼 CEO 廖春元本硕毕业于清华大学,后于马里兰大学拿下博士学位。他早在 1993 年就已投身人机交互研究,曾任富士施乐硅谷研究院科学家。2012 年,他和高中校友唐荣兴一拍即合,联合几个志同道合的朋友一起创办了亮风台。

那么,他们到底是如何让科幻照进现实的?

不妨先来了解一下 AR 眼镜融合虚拟与现实的大体流程:

上图展示了一种典型的 AR 系统实现流程。真实世界的信息通过摄像机、传感器等设备被数字化,AI 系统在接收到这些数据后,就会对三维环境的几何结构和语义进行理解。简单说,就是解决两个问题:在什么地方(几何)?有什么东西(语义)?

基于这些信息,系统就能构建物理世界的 3D 模型,同时也分析理解用户的交互意图。

在此基础上,系统会自动搜索或者生成对应于当前环境和用户交互的虚拟内容,并放置在物理世界坐标系中,用 3D 渲染引擎渲染,最终给用户呈现合成的视频效果。

也就是说,AR 想要落地安防、工业等领域的真实场景,涉及到软硬件两方面的问题。一方面要靠硬件来连接与感知现场,另一方面要靠背后的系统认知、决策以及无缝连接虚拟和现实。

硬件方面,以亮风台最新发布的 5G AR 智能眼镜 HiAR H100 为例。

首先是配置了一颗来自紫光展锐的“中国芯”。

这颗 8 核高性能移动处理器包括 4 个 A75 高性能大核心和 A55 智能 AI 核心,CPU 最高主频可达 1.8GHz。另外,还支持 5G 通讯和厘米级空间 6DOF viSLAM 定位的能力。

这就为 AR 眼镜后续的各种识别、处理能力打下了基础。另外,针对于工业生产等具体场景的安全需求,国产化设备更有利于后续业务的拓展。

其次,镜片虽小,门道却不少。为了做到在现场使用时没有隔离感,H100 用上了定制 1.5mm 阵列光波导光学镜片。其分辨率能达到 1080p,透光率 > 80%。

并且由于阵列光波导是通过阵列反射镜堆叠,来实现图像的输出和动眼框的扩大,其视场角(FOV)范围会更大。

除此之外,H100 用上了 4800 万像素 + 1/2 英寸 + 混合防抖的摄像模组,大幅提升了 AR 眼镜的摄像性能,IP67 级防尘防水、单目可翻转设计、双万向球 + 双滑轨设计等,则都更贴合现实工作场景的现场需求。

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说完硬件,再来看看软件。事实上,作为 AR 眼镜的“灵魂”,眼镜背后的操作系统与核心应用很大程度上影响着 AR 能否真正在实际场景中发挥作用。

具体而言,在协作与通讯上,亮风台祭出的是名为 HiLeia 的 AR 现场助手。

对,就是这个 Leia。

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▲《星球大战》

前文提到的华菱湘钢的 AR 跨国远程装配案例,就是基于 HiLeia 这个系统实现的。

一方面,HiLeia 能够通过超清音视频、多种 AR 协作工具,让身处异地的专家通过工作人员的第一视角看清现场环境、各种设备,精准获取信息。

另一方面,专家的远程标注、指导,都能通过可视化的方式直观、高效地呈现在现场工作人员面前。

值得一提的是,通过这样的一个 AR 时代的在线协作软件,现场作业过程中所有的实时标记信息、作业过程、AR 通讯过程都能被完整记录,并在 HiAR 云平台存储、管理、统计和分析。

并且所有的空间标注会直接被留存在物理空间当中。也就是说,其他工作人员来到现场,也能直观地获取相关知识/信息。

除了在线协作,在 AR 的世界里也能够在线创作、共享、浏览新的内容。针对内容创作、共享和浏览,亮风台发布了名为 PinNotes 的产品。

简单来说,PinNotes 实现的功能,就是把你电脑、手机里的文件、视频、图片、APP 搬出屏幕,搬到三维的现实空间。

也可以这样理解:每一个物理世界里的设备、空间都被赋予了一个“URL”,这个 URL 能够把背后的数字内容与能力跟物理世界连接起来。

举个例子,比如一位工作人员在一台设备面前留下了一份语音记录,这份语音记录就会通过 PinNotes 被留存在这个空间中,下一位工作人员过来操作、检查设备,就能直接在 AR 世界里获取这份语音记录。

说了这么多,总结起来,一副打破虚拟与现实边界的 AR 眼镜背后,主要就是空间计算、自然交互、AR 云、智能硬件 4 方面的技术:

HiAR 智能终端、HiLeia 远程协作工具、PinNotes 虚实连接,这三驾马车加上自然智能的人机交互与界面,打造了现场数字化工作空间。

而亮风台支撑起这些能力的技术基座,就是端云结合的 AR 平台 HiAR Space。

目前,这一 AR 平台已经做到 3 个“全”:

  • 全尺度:从城市级大场景到室内桌面亚厘米级场景,都可以覆盖,这也就意味着 HiAR Space 不仅能为工业、安防领域提供支持,同样的技术也可以拓展到文娱等面向个人用户的场景。

  • 全终端:支持 AR 眼镜、无人机、监控摄像头、手机等不同类型的终端。

  • 全连接:可以统一智慧空间坐标,共享虚拟内容,积累数字资产。

这 3 个“全”背后的逻辑也很清晰,就是用 AR 打破“虚实鸿沟”,结合工作现场实际面临的痛点难题,打造出“超实境智慧空间”。亮风台联合创始人唐荣兴表示:

AR 正在进入一个快速发展的时期,三年左右也许会出现一个分水岭,也许会进入下一个超级互联网时代,它可能叫“全真互联网”或者“元宇宙”或者其他;正如 2010 年左右开启的移动互联网黄金时代,AR 接下来的 10 年的发展,非常值得期待,也许更加精彩纷呈。

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关键词:ARAR 眼镜

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