增强现实开始运作——并通过“玻璃洞”

追逐辉煌的最后一程: Ars编辑谈海上约塞米蒂工业研究实验室:里约之美现场聊天:和我们谈谈巴西的研究(或仅仅是研究)在城市中的航行,同时和巴西人讲西班牙语——或sportugeuse——把你的手册扔进船外——增强现实旨在大工业观更多历史增强现实( AR )是一项20多年来一直处于成为下一个大事物的尖端的技术。但这种技术——将数据或数字图像投影到现实世界中的物体上——在很大程度上仍然是高端战斗机驾驶舱的东西,低端手机游戏和艺术项目的东西。Google Glass的承诺——大众的真实增强现实——没有实现。

这并不意味着这项技术将无法飞行。尽管许多机构都在尝试玻璃,但公司和软件开发人员手中的其他设备——以及头上的设备——一直在多个行业推动增强现实。目前正在努力将企业云应用程序和连接到物联网的智能机器的数据集成到移动和可穿戴设备的应用程序中。所有这些都有助于提高工厂、航线、医院和野外的工作效率。随着微软的全息透镜承诺为AR提供标准开发平台,未来几年,构建这些应用程序的成本可能大幅下降。

与此同时,传统AR的替代方案在某些情况下也同样有效——信息系统通过地理位置、与系统的接近程度和其他不需要数据在您面前的触发因素而与移动设备相连。随着后端分析系统开始推动诸如在系统上进行维护以及将合适的人匹配到工作之类的事情,增强对世界的看法并不一定意味着通过一块玻璃来看待它。GE Software互联体验实验室( CEL )研究机构的技术负责人阿尼伦德说:「消费者需要一段时间才能接受这些东西。」但是,当我们着眼于工业领域时,利用这些技术提高生产力,并随着[移动]设备的发展开辟新的体验,将会有难以置信的机会。虽然basic AR这个名字还不为人所知,但它是通过一个不太暗的玻璃,从1966年开始,由麻省理工学院林肯实验室的计算机科学家伊凡·萨瑟兰在名为“达摩克利斯之剑”的头戴式显示器中首次实现的。Sutherland s extiminal display 可用于基本虚拟现实或增强现实(双目显示器是部分透视的),但它仅限于线框图形,并被拴在机械臂上以提供运动跟踪。AR将在近30年后达到实际应用的地步。

在AR用于制造和维修任务方面已经进行了许多研究。在过去20年里,波音公司使用AR来制造747飞机,宇航员用来帮助维护国际空间站,军用飞机的显示器和头盔罩也使用AR。但是随着具有无线连接、照相机、地理定位和陀螺仪的移动设备的传播,AR已经变得相对更易于开发人员访问。

云计算技术帮助提升了门槛,允许小型设备外包大部分繁重的工作。专为移动设备(如高通公司Vuforia )设计的新的基于云的软件系统使得从设备卸载对象识别和跟踪任务变得更加容易,并将其与云中的其他计算资源绑定。其他网络软件开发工具包,如opttrack s NatNet软件开发工具包,已经用于AR技术任务的试验,如美国陆军和哥伦比亚大学研究人员史蒂夫·亨德森和史蒂文·费纳进行的增强现实维护和修理( ARMAR )研究。

但是增强现实并不一定需要使用透视眼镜才能有效。如今,该领域的应用程序几乎可以满足大多数工业应用程序对AR的所有要求,无需耳机。

刚好够AR 其中一个是iQagent,一组来自乔治亚州阿尔法雷塔的iqest软件公司的移动和服务器应用程序,专注于工厂自动化和控制系统。iqest总裁鲍勃·米德告诉Ars,iQagent对于公司的工业客户来说已经足够增强现实了——虽然iQagent并不试图通过iPad摄像机将可视化或图像覆盖在现实世界之上,但它确实将数据与位置和机器相关联。

iQagent是AR云计算的第一步因为它使用服务器应用程序后端作为大多数制造工厂中各种不同数据源的代理。它使用到数据库服务器的ODBC连接、用于从人机界面( HMI )和监控和数据采集( SCADA )系统提取数据的OPC数据访问( OPC DA )规范,以及到Web服务器和Microsoft SharePoint服务器上的非结构化数据的连接。

每件仪器设备的信息(包括实时和历史信息以及维护说明、视频和其他内容)都可以绑定到每件物理设备。然后可以通过将其相机指向与其相关联的QR码来从移动客户端访问数据。它也可以与地理位置相关联。虽然现在iQagent主要用于制造环境,但同样的功能也可以应用于现场服务或维修操作,或者技术人员需要访问某件设备的实时或历史数据的任何其他任务。

将数据链接到物理世界的另一种方式是通过信标。射频识别( RFID )标签和蓝牙低能( BLE ) 4.0等新技术使物体能够从本质上广播它们的身份和位置,以及潜在的更多信息,这些信息可以被拉进企业云应用程序中进行跟踪和分析。

十多年来,无源RFID一直被用于检测设备和库存,经常帮助跟踪车间的高价值工具,防止它们出门。但是新的广域RFID系统可以用于跨设施跟踪带标签的工具、产品和系统,帮助具有移动应用程序的技术人员或工人跟踪他们在接收过程中误入歧途的工作或装运所需的工具。不过,

BLE 4.0可以进一步发挥这一功能,将实况数据广播给移动设备,这些设备可以与一台设备一起进行现场诊断,或者只是帮助某人找到正确的访问舱口。来自RF Digital的新simblei芯片就是这方面的一个例子,它有一个预先构建的移动应用程序,在芯片的可连接和到云或Web应用程序的连接之间架起桥梁,可以用作某些类型的增强现实应用程序的增强或替代。

下一个层次,当信标和云数据与完全增强现实联系在一起时,结果可能会对员工的生产力和效率产生更大的影响。例如,与信标和地理定位相关的图像处理可以帮助技术人员快速掌握各种设备的状态,找到需要他们注意的设备,并找到解决问题所需的设备。例如,新加坡国立大学ARATLab的研究人员将增强现实技术和RFID技术结合起来,用于AR辅助装配带有嵌入RFID标签的物体等任务,向人们展示订购零件的过程和方式。

在圣拉蒙的通用电气软件实验室中,这些零件中的许多正在被拼凑在一起。GE s Lund正在监督将历史和实时机器数据从企业云平台拉至移动设备(无论是AR耳机还是平板电脑)的研究。Lund和他的团队在圣拉蒙GE Software s总部演示了一个Ars应用程序,它不仅与制造机器及其维护状态相关联,还与分析相关联,有助于派遣合适的技术人员进行维修,并通过信标指导技术人员找到合适的工作工具。

包括GE s CEL在内的许多组织花费时间和精力与Google Glass合作,作为这些技术的测试平台。微软最近宣布的全息透镜和Windows 10全息操作系统承诺不只是在Google Glass停止的地方做更多的事情,因为它们将增强现实能力带到了一个开发平台上,这个平台在太空中的许多开发人员已经很适应了。伊斯米德斯说,他的公司已经在将开发工作转移到Windows平板电脑上,虽然他还没有机会接触全息透镜,但他说这将是这一努力的自然延伸。

但是现在,AR不是革命,而是工业计算的简单演变。随着全息透镜等技术变得越来越主流,真正的AR可能渗透到越来越多的制造业、医疗保健和其他行业的任务中,但是 AR很可能会成为我们越来越多日常工作经验的一部分。

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