Η σύγκλιση της εικονικής πραγματικότητας και της ρομποτικής

Η εικονική πραγματικότητα (VR) και η ρομποτική μπορούν να μειώσουν την επαναλαμβανόμενη εργασία και να αλλάξουν τον τρόπο αλληλεπίδρασης με ψηφιακά και φυσικά περιβάλλοντα. Το άρθρο εξετάζει τις δυνατότητες και τους περιορισμούς αυτής της σύγκλισης με βάση την τεχνολογία και τις προβλέψεις του 2023.

Συσκευές όπως τα Meta Quest και παιχνίδια VR σε πλατφόρμες όπως το Steam έκαναν ευρύτερα γνωστή την τεχνολογία. Για τη ρομποτική, η Market Research Future προέβλεπε τον Μάιο του 2023 ότι η αγορά θα μπορούσε να φτάσει τα 214,6 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030, όχι το 2028. Πρόκειται για πρόβλεψη συγκεκριμένης μελέτης, όχι για πραγματοποιημένο μέγεθος ή εγγυημένη ανάπτυξη.

Στον φυσικό κόσμο, η ρομποτική χρησιμοποιείται σε βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές, σε κλάδους όπως:

• Αυτοκινητοβιομηχανία
• Χημική βιομηχανία
• Ηλεκτρολογικός και ηλεκτρονικός εξοπλισμός
• Βιομηχανία τροφίμων
• Μεταλλουργία και άλλοι κλάδοι

Στη ρομποτική υπηρεσιών συναντώνται εφαρμογές σε:

• Γεωργία
• Ιατρική
• Ψυχαγωγία
• Οικιακή χρήση

Οι δύο τεχνολογίες μπορούν επίσης να συνδυαστούν. Η VR παρέχει ένα εικονικό περιβάλλον χειρισμού, ενώ ένα ρομπότ μπορεί να εκτελεί κινήσεις στον φυσικό χώρο. Οι δυνατότητες εξαρτώνται από το συγκεκριμένο σύστημα.

VRoxy: συνδυασμός εικονικής πραγματικότητας και ρομποτικής

Τα ερευνητικά συστήματα που συνδυάζουν τις δύο τεχνολογίες δείχνουν πώς ένας απομακρυσμένος χρήστης μπορεί να αλληλεπιδρά με ανθρώπους και χώρους μέσω ενός ρομπότ.

Το VRoxy αποτελεί μελέτη περίπτωσης για την επαγγελματική συνεργασία από απόσταση. Το 2023 ήταν ερευνητικό πρωτότυπο, όχι γενικά διαθέσιμο εμπορικό προϊόν.

Τι είναι το VRoxy;

Το σύστημα παρουσιάστηκε στην ερευνητική εργασία «VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy» στο συνέδριο UIST της ACM, που πραγματοποιήθηκε στο Σαν Φρανσίσκο από τις 29 Οκτωβρίου έως την 1η Νοεμβρίου 2023.

Το VRoxy επιτρέπει σε έναν χρήστη με συσκευή VR να εκπροσωπείται από ρομπότ σε άλλον χώρο. Συνδέει ένα μικρό δωμάτιο με μεγαλύτερες περιοχές εργασίας μέσω εικονικής πλοήγησης και αντιστοίχισης κινήσεων. Δεν σημαίνει ότι κάθε μικρή κίνηση αναπαράγεται πάντοτε με έναν σταθερό συντελεστή μεγέθυνσης.

Πώς λειτουργεί το VRoxy

Το πρωτότυπο διαθέτει ζωντανή προβολή και λειτουργία πλοήγησης.

Η ζωντανή προβολή μεταδίδει εικόνα 360 μοιρών για την αλληλεπίδραση με τους συναδέλφους που βρίσκονται δίπλα στο ρομπότ.

Η πλοήγηση χρησιμοποιεί απλουστευμένη τρισδιάστατη αναπαράσταση του απομακρυσμένου χώρου. Ο χρήστης αλλάζει εικονική θέση και το ρομπότ μετακινείται φυσικά προς την αντίστοιχη περιοχή.

Ο χρήστης δεν χρειάζεται να κατευθύνει συνεχώς το ρομπότ με χειριστήριο. Το σύστημα μεταφράζει τις ενέργειές του σε εντολές πλοήγησης. Η αυτόματη μετακίνηση δεν σημαίνει απουσία ελέγχου από τον χρήστη.

Το πρωτότυπο χρησιμοποιεί λειτουργίες παρακολούθησης του Meta Quest Pro για να μεταδώσει μη λεκτικά στοιχεία, όπως:

• Στροφή του κεφαλιού
• Εκφράσεις του προσώπου
• Χειρονομίες υπόδειξης
• Κατεύθυνση του βλέμματος, μέσω της αναπαράστασης του χρήστη στο ρομπότ

Τι δείχνει το VRoxy για τη συνεργασία από απόσταση

Το σύστημα περιορίζει την ανάγκη να έχουν ίδιο μέγεθος ο χώρος του χρήστη και ο απομακρυσμένος χώρος. Η εικονική αλλαγή θέσης δεν τηλεμεταφέρει το ρομπότ: αυτό πρέπει να κινηθεί. Για μετάβαση σε διαφορετικό κτίριο απαιτείται άλλο κατάλληλα εξοπλισμένο ρομπότ εκεί.

VRoxy: ερευνητικές κατευθύνσεις

Το 2023 η προσθήκη ρομποτικών βραχιόνων για χειρισμό αντικειμένων και η αυτόματη χαρτογράφηση αποτελούσαν μελλοντικές κατευθύνσεις. Ο υπάρχων μηχανικός δείκτης δεν ήταν βραχίονας σύλληψης. Η πλοήγηση του πρωτοτύπου βασιζόταν σε προετοιμασμένο χώρο με δείκτες στην οροφή.

Άλλη έρευνα, από το Πανεπιστήμιο της Τσουκούμπα στην Ιαπωνία, αφορούσε την αίσθηση ψύχους με σχεδόν σταθερή μέση θερμοκρασία του δέρματος. Πρόκειται για διαφορετικό πείραμα αισθητηριακής διεπαφής, όχι για λειτουργία του VRoxy.

Διαβάστε περισσότερα για την έρευνα του VRoxy και τη συνεργασία από απόσταση. 

Έρευνα του Πανεπιστημίου της Τσουκούμπα για την αίσθηση ψύχους

Η ανακοίνωση του πανεπιστημίου τον Οκτώβριο του 2023 περιγράφει μια μέθοδο χωρίς επαφή, η οποία συνδυάζει ψυχρό αέρα και φως. Δημιουργεί συνεχή αίσθηση ψύχους διατηρώντας τη θερμοκρασία του δέρματος σχεδόν σταθερή κατά μέσο όρο.

Πώς περιορίζεται η υπολειπόμενη θερμότητα

Ο ψυχρός αέρας προκαλεί αντιληπτή πτώση της θερμοκρασίας και η ορατή ακτινοβολία μικρή αύξηση που μπορεί να μην γίνεται αντιληπτή. Η γρήγορη εναλλαγή περιορίζει τη συσσώρευση θερμικής μεταβολής. Υπάρχουν πραγματικά θερμικά ερεθίσματα και μικρές μεταβολές, όχι αίσθηση χωρίς φυσικό ερέθισμα.

Η επαναλαμβανόμενη έκθεση σε ένα θερμικό ερέθισμα μπορεί να μειώσει την αντιληπτή έντασή του. Οι ερευνητές αξιοποίησαν την ευαισθησία στις γρήγορες μεταβολές για να διατηρήσουν την αίσθηση ψύχους με χαμηλή υπολειπόμενη θερμότητα.

Πιθανές εφαρμογές στην εικονική πραγματικότητα

Η μελέτη εξέτασε τη μέθοδο σε 15 συμμετέχοντες. Υπό συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες, οι περισσότεροι ένιωθαν επίμονο ψύχος χωρίς αίσθηση ζέστης. Αυτό δεν αποδεικνύει αποτελεσματικότητα σε κάθε χρήστη ή απεριόριστη διάρκεια χρήσης.

Τέτοιες αισθητηριακές διεπαφές θα μπορούσαν να ενισχύσουν την αίσθηση παρουσίας σε εικονικά περιβάλλοντα. Η εργαστηριακή επίδειξη δεν αποτελεί από μόνη της εμπορικά διαθέσιμο σύστημα VR ή ρομποτικής.

Η προσομοίωση θερμικών αισθήσεων είναι πιθανή μελλοντική εφαρμογή στο μετασύμπαν. Η πρακτική αξιοποίηση απαιτεί περαιτέρω έλεγχο άνεσης, ασφάλειας και τεχνικής ολοκλήρωσης.

Τα παραδείγματα δείχνουν διαφορετικές ερευνητικές κατευθύνσεις. Η VR, η ρομποτική και οι απτικές διεπαφές μπορούν να συνεργάζονται, αλλά δεν αποτελούν μία ενιαία τεχνολογία με απεριόριστες δυνατότητες.

Πιθανοί τομείς εφαρμογής περιλαμβάνουν:

• Ιατρική
• Εκπαίδευση
• Κατάρτιση
• Σχεδίαση
• Αντιμετώπιση εκτάκτων περιστατικών και πολλά άλλα

Εφαρμογές και περιορισμοί

Ιατρική εκπαίδευση και εξ αποστάσεως χειρισμός

Η VR χρησιμοποιείται ή μελετάται στην ιατρική εκπαίδευση, στη διαχείριση πόνου και στην αποκατάσταση. Η ρομποτική έχει επίσης ιατρικές εφαρμογές. Η χρήση της μίας τεχνολογίας δεν προϋποθέτει πάντα την άλλη.

Οι εικονικές επεμβάσεις με απτικά χειριστήρια επιτρέπουν εξάσκηση σε προσομοίωση. Μπορούν να συμπληρώνουν την πρακτική εκπαίδευση, χωρίς να την καταργούν ή να εγγυώνται κλινική επάρκεια.

Ο τηλεχειρισμός ρομποτικών βραχιόνων αποτελεί ξεχωριστό πεδίο έρευνας. Το VRoxy του 2023 δεν παρουσίαζε τηλεχειρουργική ούτε εγκεκριμένο χειρουργικό σύστημα. Η επέμβαση σε ασθενή από απόσταση απαιτεί ειδικό εξοπλισμό, αξιόπιστες επικοινωνίες, κλινική τεκμηρίωση και τις αναγκαίες εγκρίσεις.

Δείτε το άρθρο για πέντε μετοχές εταιρειών AR και VR στον τομέα της υγείας.

Σύνθετα περιβάλλοντα εκπαίδευσης

Η πραγματική εξάσκηση μπορεί να είναι δαπανηρή ή επικίνδυνη σε ορισμένες περιπτώσεις. Οι προσομοιώσεις επιτρέπουν ελεγχόμενη επανάληψη συγκεκριμένων σεναρίων.

Οι στρατιωτικοί και αεροπορικοί προσομοιωτές μπορούν να περιορίζουν τη χρήση ακριβού εξοπλισμού και την έκθεση σε κινδύνους. Η αποκατάσταση ασθενών έχει διαφορετικές θεραπευτικές απαιτήσεις και δεν πρέπει να συγχέεται με την εκπαίδευση χειριστών.

Η VR αναπαριστά ένα σενάριο, ενώ κατάλληλος ρομποτικός ή απτικός εξοπλισμός μπορεί να προσθέτει κίνηση και φυσική ανάδραση. Η πιστότητα και η αποτελεσματικότητα χρειάζονται αξιολόγηση για κάθε χρήση.

Εκπαίδευση και Κατάρτιση

Η εκπαίδευση στις επιστήμες, στη μηχανική, στην αρχιτεκτονική και στην ιατρική συχνά απαιτεί ακριβά υλικά, όργανα και υποδομές. Τα διαθέσιμα μέσα διαφέρουν σημαντικά μεταξύ ιδρυμάτων.

Η περιορισμένη πρόσβαση σε εργαστήρια και μηχανήματα μπορεί να δυσκολεύει την πρακτική μάθηση, ιδίως σε ιδρύματα με περιορισμένους πόρους.

Η VR επιτρέπει προσομοίωση, ενώ ο εξ αποστάσεως χειρισμός ρομπότ μπορεί να δίνει πρόσβαση σε πραγματικό εξοπλισμό. Ο εξοπλισμός, η συντήρηση και η σύνδεση εξακολουθούν να χρειάζονται στον απομακρυσμένο χώρο.

Σχεδιασμός και ανάπτυξη πρωτοτύπων

Εικονικά μοντέλα και ρομποτικές διεπαφές μπορούν να βοηθούν τη συνεργασία στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη πρωτοτύπων. Επιτρέπουν δοκιμές ιδεών πριν από την κατασκευή ορισμένων φυσικών μοντέλων.

Πολλαπλές οπτικές γωνίες και εικονικές αναπαραστάσεις των χρηστών διευκολύνουν τη συνεργασία. Η φυσική ή απτική αλληλεπίδραση εξαρτάται από το υλικό και δεν αναπαράγει αυτόματα όλες τις ιδιότητες ενός πραγματικού αντικειμένου.

Εκπαίδευση αντιμετώπισης εκτάκτων περιστατικών

Η εκπαίδευση δεν απαιτεί να συμβεί πραγματική έκτακτη ανάγκη. Ασκήσεις και προσομοιώσεις χρησιμοποιούνται ήδη. Η VR και κατάλληλος ρομποτικός εξοπλισμός μπορούν να προσθέσουν ποικιλία και ελεγχόμενη δυσκολία στα σενάρια, χωρίς να καταργούν τις επιτόπιες ασκήσεις.

Μεγάλες εταιρείες και εμβυθιστικές τεχνολογίες

Οι ακόλουθες εταιρείες είχαν δραστηριότητα ή σχέδια σε VR, AR ή μικτή πραγματικότητα το 2023. Αυτό δεν σημαίνει ότι όλες ανέπτυσσαν συστήματα αντίστοιχα του VRoxy.

1. Apple

Για την Apple (AAPL ), η αρχική ανάλυση παρέθετε εκτιμήσεις αναλυτών για μελλοντικά ετήσια έσοδα AR/VR άνω των 20 δισεκατομμυρίων δολαρίων έως το 2030, με αισιόδοξο σενάριο 70 δισεκατομμυρίων. Δεν ήταν πρόβλεψη της εταιρείας ή πραγματοποιημένα έσοδα. Οι εκτιμήσεις παραγωγής 300.000–500.000 μονάδων, 850.000 το οικονομικό 2024 και 3,4 εκατομμυρίων το οικονομικό 2026 ήταν επίσης προβλέψεις. Η ανακοίνωση της Apple στις 5 Ιουνίου 2023 όριζε την έναρξη πωλήσεων του Vision Pro στις ΗΠΑ για τις αρχές του 2024, όχι για το τρίμηνο Δεκεμβρίου 2023.

Το χρηματιστηριακό στιγμιότυπο της αρχικής ανάλυσης του 2023 ανέφερε τιμή 182,45 δολαρίων, μέσο ημερήσιο όγκο άνω των 61 εκατομμυρίων μετοχών και κεφαλαιοποίηση περίπου 2,84 τρισεκατομμυρίων δολαρίων. Πρόκειται για ιστορικά στοιχεία, όχι για σημερινές τιμές.

Η καταβολή μερίσματος και τα κέρδη ανά μετοχή δεν εγγυώνται μελλοντική απόδοση. Η αποτίμηση της εταιρείας δεν αποδεικνύει από μόνη της εμπορική επιτυχία των προϊόντων VR.

2. Microsoft

Η Microsoft (MSFT ) ανέπτυξε το HoloLens, συσκευή μικτής πραγματικότητας. Δημοσίευμα που παρέθετε η αρχική ανάλυση εκτιμούσε περίπου 300.000 πωλήσεις έως τον Οκτώβριο του 2022· αυτό δεν αποτελεί επιβεβαιωμένο τρέχον σύνολο. Η συμφωνία IVAS με τον αμερικανικό στρατό αφορούσε ειδικά στρατιωτικά συστήματα βασισμένα στην τεχνολογία HoloLens, με δυνητική αξία έως 21,88 δισεκατομμύρια δολάρια σε πέντε έτη και δυνατότητα παράτασης για άλλα πέντε. Δεν επρόκειτο για άμεσα πραγματοποιημένα έσοδα αυτού του ποσού.

Το στιγμιότυπο του 2023 ανέφερε τιμή μετοχής Microsoft 361,53 δολαρίων, ημερήσια πτώση 1,67 δολαρίου ή 0,46%, κεφαλαιοποίηση 2,69 τρισεκατομμυρίων δολαρίων και τότε εύρος 52 εβδομάδων 219,35–366,78 δολαρίων. Τα στοιχεία είναι ιστορικά και το εύρος δεν αποτελεί μέτρο εγγυημένης ασφάλειας.

3. Meta

Η Meta είχε σημαντική παρουσία με το Quest 2. Η αρχική ανάλυση παρέθετε εκτίμηση 17 εκατομμυρίων πωλήσεων, όχι επιβεβαιωμένο τρέχον σύνολο από την εταιρεία. Είχε επίσης κυκλοφορήσει το Meta Quest Pro, με αρχική τιμή 1.499,99 δολαρίων στις ΗΠΑ τον Οκτώβριο του 2022· δεν πρόκειται για τρέχουσα τιμή. Το Quest 3 κυκλοφόρησε στις 10 Οκτωβρίου 2023, με αρχική τιμή 499,99 δολαρίων για την έκδοση 128 GB.

Στο ιστορικό στιγμιότυπο της ανάλυσης του 2023, η μετοχή Meta είχε εύρος 52 εβδομάδων 100,74–330,54 δολαρίων, κεφαλαιοποίηση περίπου 821,045 δισεκατομμυρίων δολαρίων και περίπου 2,57 δισεκατομμύρια μετοχές. Αυτά δεν είναι σημερινά χρηματιστηριακά στοιχεία.

Η ίδια αποτύπωση ανέφερε μέσο όγκο δεκαημέρου 24,35 εκατομμυρίων μετοχών, συντελεστή βήτα 1,21 και άνοδο 166,05% από την αρχή του 2023 έως εκείνο το στιγμιότυπο. Το βήτα εξαρτάται από τη μέθοδο υπολογισμού και οι προηγούμενες αποδόσεις δεν εγγυώνται τις επόμενες.

4. Samsung

Το 2023 υπήρχαν αναφορές για μελλοντική συσκευή μικτής πραγματικότητας της Samsung. Οι λεπτομέρειες για τέσσερις κάμερες παρακολούθησης, φακούς pancake, δύο κάμερες RGB, αισθητήρα βάθους, παρακολούθηση ματιών και χεριών, μικροοθόνες OLED και Exynos 2200 αφορούσαν τότε φήμες για πρωτότυπο, όχι επιβεβαιωμένες προδιαγραφές εμπορικού προϊόντος ή χειρουργικού ρομπότ.

Η αρχική ανάλυση παρέθετε προβλέψεις για έσοδα 261,070 τρισεκατομμυρίων γουόν το 2023 και 300,279 τρισεκατομμυρίων το 2024, καθώς και καθαρά κέρδη 10,900 και 29,051 τρισεκατομμυρίων αντίστοιχα. Πρόκειται για τότε εκτιμήσεις, όχι τελικά αποτελέσματα. Η καθαρή ταμειακή θέση είναι μέγεθος ισολογισμού, όχι καθαρή ταμειακή ροή. Η αναφερόμενη μερισματική απόδοση άνω του 2% ήταν επίσης ιστορική και δεν εγγυάται ανάπτυξη.

Η ανάπτυξη εμβυθιστικών διεπαφών μπορεί να δημιουργήσει νέες χρήσεις. Η εμπορική επιτυχία εξαρτάται από το κόστος, την άνεση, το λογισμικό και τις πραγματικές ανάγκες των χρηστών.

Δείτε το άρθρο για δέκα μετοχές εταιρειών AR και VR.

Προοπτικές της VR και της ρομποτικής

Η VR μπορεί να ενισχύει την αίσθηση παρουσίας και η ρομποτική να επιτρέπει φυσική αλληλεπίδραση από απόσταση. Πιθανά οφέλη είναι η καλύτερη πρόσβαση σε εξοπλισμό και η επανάληψη εκπαιδευτικών σεναρίων. Η εικονική τηλεμεταφορά αφορά την προβολή ή την αναπαράσταση του χρήστη· δεν μεταφέρει υλικά αντικείμενα στιγμιαία.

Η περαιτέρω ανάπτυξη εξαρτάται από έρευνα, χρηματοδότηση και τεχνική αξιολόγηση. Η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση μπορούν να συμβάλουν σε συγκεκριμένες λειτουργίες, χωρίς να εγγυώνται αυξανόμενες επενδύσεις, απεριόριστη ακρίβεια ή καθολική υιοθέτηση.