Samspillet mellem virtual reality og robotteknologi

Virtual reality (VR) og robotteknologi kan mindske gentaget arbejde og ændre samspillet med digitale og fysiske omgivelser. Artiklen undersøger muligheder og begrænsninger ud fra forskning og forventninger fra 2023. 

Headsets som Meta Quest og VR-spil på platforme som Steam gjorde teknologien mere udbredt. I maj 2023 anslog Market Research Future, at robotmarkedet kunne nå 214,6 milliarder amerikanske dollar i 2030, ikke 2028. Det er en prognose fra den pågældende undersøgelse, ikke en realiseret markedsstørrelse eller garanteret vækst. 

I den fysiske verden bliver robotik brugt i industri og erhverv, blandt andet inden for:

• Bilindustri
• Kemisk industri
• Elektroteknik og elektronik
• Fødevareindustri
• Metalindustri og andre brancher 

Servicerobotter har også anvendelser inden for:

• Landbrug
• Medicin
• Underholdning
• Husholdningen 

VR og robotteknologi kan også kombineres. En virtuel brugerflade kan give mulighed for at styre en robot på afstand. Funktionerne afhænger af det konkrete system og omgivelserne. 

VRoxy: VR og robotter til samarbejde på afstand

Forskningsprototyper viser, hvordan en robot kan repræsentere en person et andet sted og gengive vedkommendes kropssprog. 

VRoxy er et eksempel på professionelt fjernsamarbejde. I 2023 var det en forskningsprototype, ikke et almindeligt tilgængeligt kommercielt produkt. 

Hvad er VRoxy?

Systemet blev beskrevet i forskningsartiklen »VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy« ved ACM-konferencen UIST i San Francisco fra 29. oktober til 1. november 2023.

Med et VR-headset kan brugeren deltage gennem en robot i et andet lokale. VRoxy forbinder et lille brugerområde med større arbejdsområder via virtuel navigation og kobling af bevægelser. Det betyder ikke, at enhver lille bevægelse altid forstørres med en fast faktor. 

Sådan fungerer VRoxy

Prototypen har en livevisning og en navigationsvisning. 

Livevisningen viser 360-graders video til samtaler og samspil med kolleger ved robotten. 

Navigationsvisningen bruger en forenklet tredimensional model. Brugeren skifter virtuel position, og robotten kører fysisk til det tilsvarende arbejdsområde. 

Brugeren behøver ikke løbende at styre robotten med en håndcontroller. Systemet omsætter brugerens handlinger til navigationskommandoer. Automatisk kørsel betyder ikke, at brugeren er uden kontrol. 

Prototypen bruger sporingsfunktioner i Meta Quest Pro til at overføre nonverbale signaler som:

• Hoveddrejning
• Ansigtsudtryk
• Pegebevægelser
• Blikretning gennem robottens repræsentation af brugeren

Hvad VRoxy viser om fjernsamarbejde

Brugerens rum behøver ikke have samme størrelse som arbejdsstedet på afstand. Virtuel teleportation flytter ikke robotten øjeblikkeligt; den skal stadig køre. Deltagelse i en anden bygning kræver en anden egnet robot dér.

Fremtidigt arbejde med VRoxy

Robotarme til at håndtere genstande og automatisk kortlægning var i 2023 planlagt fremtidigt arbejde. Prototypens mekaniske pegeredskab var ikke en gribearm. Navigationen benyttede et forberedt lokale med markører i loftet.

Et andet forskningsprojekt ved University of Tsukuba i Japan undersøgte kuldefornemmelse ved en gennemsnitligt næsten konstant hudtemperatur. Det er en særskilt sensorisk grænseflade, ikke en funktion i VRoxy.

Læs mere om VRoxy og samarbejde på afstand. 

University of Tsukubas forskning i kuldefornemmelse

Universitetets meddelelse fra oktober 2023 beskriver en kontaktløs metode, som kombinerer kold luft og lys. Den skaber vedvarende kuldefornemmelse, mens hudtemperaturen i gennemsnit holdes næsten konstant. 

Sådan begrænses restvarmen

Kold luft giver en mærkbar temperaturreduktion, mens synligt lys giver en lille stigning, som kan være umærkelig. Hurtig vekslen begrænser ophobningen af temperaturændringer. Der er altså reel varmeoverførsel og små udsving, ikke en fornemmelse uden fysisk påvirkning. 

Gentagen påvirkning kan mindske den oplevede styrke af en temperaturpåvirkning. Forskerne udnyttede følsomheden for hurtige ændringer til at bevare kuldefornemmelsen med lav restvarme. 

Muligheder for fremtidige VR-anvendelser

Metoden blev afprøvet på 15 deltagere. Under bestemte forsøgsbetingelser oplevede de fleste vedvarende kulde uden varmefornemmelse. Det dokumenterer ikke samme virkning hos alle eller ubegrænset brugstid. 

Sådanne grænseflader kan øge følelsen af tilstedeværelse i virtuelle omgivelser. Et laboratorieforsøg er endnu ikke et kommercielt VR- eller robotsystem.

Temperaturoplevelser i metaverset er en mulig anvendelse. Praktisk brug kræver yderligere vurdering af komfort, sikkerhed og teknisk integration. 

Eksemplerne viser forskellige forskningsretninger. VR, robotter og haptiske grænseflader kan supplere hinanden, men har ikke automatisk samme funktioner eller ubegrænsede muligheder. 

Mulige anvendelsesområder omfatter:

• Medicin
• Uddannelse
• Træning
• Design
• Nødhjælp og meget mere

Anvendelser og begrænsninger

Medicinsk træning og fjernbetjening

VR bruges eller undersøges i medicinsk undervisning, smertebehandling og rehabilitering. Robotter har også medicinske anvendelser. Brugen af den ene teknologi forudsætter ikke altid den anden. 

Virtuelle operationer med haptiske controllere giver mulighed for at øve. De kan supplere praktisk uddannelse, men erstatter den ikke fuldstændigt og garanterer ikke kliniske færdigheder. 

Fjernstyring af robotarme er et særskilt forskningsområde. VRoxy demonstrerede i 2023 ikke fjernkirurgi og var ikke et godkendt kirurgisk system. Operation på en patient kræver særligt udstyr, pålidelig kommunikation, klinisk dokumentation og nødvendige godkendelser.

Se oversigten over fem aktier med relation til AR og VR i sundhedssektoren.

Komplekse Træningsmiljøer

Træning under virkelige forhold kan være dyr eller risikabel. Simulering giver mulighed for kontrolleret gentagelse af bestemte situationer. 

Militær- og flysimulatorer kan mindske brugen af dyrt udstyr og eksponeringen for risiko. Rehabilitering efter eksempelvis slagtilfælde er behandling med egne kliniske krav og må ikke forveksles med uddannelse af operatører. 

VR kan vise et scenarie, mens egnet robot- eller haptisk udstyr kan tilføje bevægelse og fysisk feedback. Nøjagtighed og effekt skal vurderes for hver anvendelse.

Uddannelse og Træning

Undervisning i naturvidenskab, teknik, arkitektur og medicin kan kræve dyre materialer, instrumenter og faciliteter. Ressourcerne varierer mellem institutioner. 

Begrænset adgang til laboratorier og maskiner kan gøre praktisk læring vanskelig, især på institutioner med få midler. 

VR kan simulere situationer, mens fjernstyring af robotter kan give adgang til rigtigt udstyr. Udstyret, vedligeholdelsen og forbindelsen er stadig nødvendige på fjernstedet. 

Design og prototypeudvikling

Virtuelle modeller og robotgrænseflader kan støtte samarbejde om design og prototypeudvikling. Visse idéer kan afprøves, før en fysisk model bygges. 

Flere synsvinkler og digitale brugerfigurer kan understøtte samarbejdet. Fysisk og haptisk samspil afhænger af udstyret og gengiver ikke automatisk alle egenskaber ved en virkelig genstand. 

Beredskabsøvelser

En rigtig nødsituation er ikke nødvendig for at uddanne beredskabspersonale: øvelser og simulering findes allerede. VR og egnet robotudstyr kan tilføje variation og kontrolleret sværhedsgrad uden at erstatte alle praktiske øvelser.

Store teknologivirksomheder og immersive oplevelser

Følgende virksomheder havde aktiviteter eller planer inden for VR, AR eller mixed reality i 2023. Det betyder ikke, at de alle udviklede robotsystemer som VRoxy. 

1. Apple

For Apple (AAPL ) henviste den oprindelige analyse til analytikerprognoser om en årlig AR/VR-omsætning på over 20 milliarder dollar i 2030 og et optimistisk scenarie på 70 milliarder. Det var hverken realiseret omsætning eller en prognose fra Apple. Også produktionstallene fra leverandørkæden for Apples AR/VR-headsets på 300.000–500.000 enheder i første omgang, 850.000 i regnskabsåret 2024 og 3,4 millioner i regnskabsåret 2026 var skøn. Apples meddelelse af 5. juni 2023 fastsatte planlagt amerikansk salgsstart for Vision Pro til begyndelsen af 2024, ikke decemberkvartalet 2023.

Den oprindelige analyses kursøjebliksbillede fra 2023 angav 182,45 dollar for Apple. Det er en historisk kurs, ikke en aktuel pris. Samme historiske oversigt angav et gennemsnitligt dagligt handelsvolumen over 61 millioner aktier og en markedsværdi omkring 2,84 billioner dollar. Udbytte og indtjening pr. aktie garanterer ikke fremtidigt afkast.

Apples markedsværdi dokumenterer ikke i sig selv, at VR-produkter bliver en kommerciel succes.

2. Microsoft

Microsoft (MSFT ) udviklede HoloLens, et headset til mixed reality. Den oprindelige analyse henviste til et eksternt skøn på omkring 300.000 solgte enheder frem til oktober 2022, ikke et aktuelt tal bekræftet af selskabet. IVAS-aftalen med den amerikanske hær vedrørte særlige militære systemer baseret på HoloLens-teknologi. Den mulige værdi var op til 21,88 milliarder dollar over fem år med en forlængelsesmulighed på yderligere fem år, ikke straks realiseret omsætning. 

Det historiske øjebliksbillede fra 2023 angav Microsoft-kursen til 361,53 dollar, et fald på 1,67 dollar eller 0,46%, en markedsværdi på 2,69 billioner dollar og et daværende 52-ugers interval på 219,35–366,78 dollar. Det er ikke aktuelle tal, og intervallet garanterer ikke sikkerhed eller afkast.

3. Meta

Meta havde en vigtig position gennem Quest 2. De 17 millioner solgte headsets i den oprindelige analyse var et eksternt skøn, ikke et aktuelt selskabsbekræftet tal. Meta lancerede også Meta Quest Pro, med en amerikansk introduktionspris på 1.499,99 dollar i oktober 2022, ikke en aktuel pris. Quest 3 blev lanceret den 10. oktober 2023 fra 499,99 dollar for 128 GB-modellen.

Den historiske oversigt fra 2023 angav et 52-ugers interval på 100,74–330,54 dollar, en markedsværdi på cirka 821,045 milliarder dollar og 2,57 milliarder aktier for Meta. Det er ikke aktuelle markedsdata. 

Samme historiske oversigt angav et gennemsnitligt tidagesvolumen på 24,35 millioner aktier, beta 1,21 og en stigning på 166,05% fra starten af 2023 frem til måletidspunktet. Beta afhænger af beregningsmetoden, og tidligere afkast garanterer ikke fremtidigt afkast. 

4. Samsung

I 2023 cirkulerede der oplysninger om et fremtidigt Samsung-headset til mixed reality. Fire sporingskameraer, pancake-linser, to RGB-kameraer, dybdesensor, øjen- og håndsporing, OLED-mikroskærme og Exynos 2200 var dengang rygter om en prototype, ikke bekræftede specifikationer for et kommercielt produkt eller en kirurgisk robot.

Den oprindelige analyse angav omsætningsprognoser på 261.070 milliarder won for 2023 og 300.279 milliarder for 2024 samt forventet nettoresultat på henholdsvis 10.900 og 29.051 milliarder won. Det var daværende skøn, ikke endelige resultater. Nettolikviditet er en balancepost, ikke pengestrøm. Det nævnte udbytteafkast over 2% var også historisk og ikke en vækstgaranti.

Immersive grænseflader kan åbne nye anvendelser. Kommerciel succes afhænger blandt andet af pris, komfort, software og brugernes faktiske behov. 

Se oversigten over ti aktier med relation til AR og VR.

Udsigterne for VR og robotteknologi

VR kan styrke følelsen af tilstedeværelse, mens robotter kan muliggøre fysisk samspil på afstand. Bedre adgang til udstyr og gentagelige øvelser er mulige fordele. Virtuel teleportation flytter synspunktet eller brugerens repræsentation, ikke en fysisk genstand øjeblikkeligt. 

Videre udvikling kræver forskning, finansiering og teknisk afprøvning. AI og maskinlæring kan støtte bestemte funktioner, men garanterer ikke stigende investeringer, ubegrænset nøjagtighed eller universel anvendelse.