Abbattere le Barriere: Come la Robotica VR Sta Creando il Futuro della Collaborazione Professionale Senza Interruzioni

L’realtà virtuale (VR) sta crescendo a un ritmo rapido, con quasi uno su cinque consumatori statunitensi che hanno usato la VR nel 2020. Tuttavia, mentre attualmente i settori del gioco e dell’intrattenimento sono i maggiori driver della crescita della VR a livello globale, questa tecnologia immersiva sta facendo il suo ingresso anche in altri ambiti della vita.

I ricercatori della Brown University e della Cornell University stanno lavorando per espandere l’uso della VR in contesti professionali. Si tratta di un robot di telepresenza che risponde automaticamente e in tempo reale ai movimenti e ai gesti compiuti da un utente remoto nella realtà virtuale.

Per questo, il team di ricerca ha sviluppato il sistema robotico chiamato VRoxy, un proxy robotico controllato dalla VR senza controller, che ha il potenziale di rendere la collaborazione pratica tra persone che lavorano da remoto in uno spazio ridotto, come un ufficio, con colleghi che operano in uno spazio molto più ampio.

“Il grande vantaggio della realtà virtuale è che possiamo sfruttare tutti i tipi di tecniche di locomozione che le persone usano nei giochi di realtà virtuale, come spostarsi istantaneamente da una posizione all’altra.”

– Mose Sakashita, dottorando in Scienze dell’Informazione presso Cornell.

Ha aggiunto:

“Questa funzionalità consente agli utenti remoti di occupare fisicamente uno spazio molto limitato ma di collaborare con i colleghi in un ambiente remoto molto più ampio.”

Quindi, il team ha creato VRoxy, basato su un robot simile della Cornell chiamato ReMotion, che occupa spazio fisico per conto dell’utente remoto e rispecchia automaticamente i movimenti dell’utente in tempo reale, trasmettendo il linguaggio corporeo cruciale altrimenti perso negli ambienti virtuali standard. La funzionalità di ReMotion era limitata a scenari in cui entrambi gli utenti — quello locale e quello remoto — avevano configurazioni hardware identiche e spazi di lavoro di dimensioni comparabili. Tuttavia, VRoxy ha superato questa limitazione.

Il programma software VRoxy consente a un utente in una posizione remota di indossare un visore VR e di essere trasportato virtualmente in uno spazio, che può essere un ufficio, un laboratorio o qualsiasi altro ambiente in cui i colleghi stanno lavorando fisicamente. Nella posizione fisica, l’utente remoto è rappresentato da un robot, che gli permette di muoversi nell’ambiente usando movimenti naturali, come camminare. Inoltre, l’utente remoto può collaborare con i colleghi tramite gesti come indicare oggetti, animazioni della testa come annuire e persino espressioni facciali attraverso il proxy robotico.

Sebbene sia ancora nelle sue fasi iniziali, i ricercatori affermano che il software ha già il potenziale per affrontare alcune delle più grandi sfide legate all’uso di proxy robotici e del realtà aumentata (AR) per la collaborazione remota.

VRoxy: Rivoluzionare la Collaborazione Remota 

Il documento “VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy” è stato presentato al Symposium on User Interface Software and Technology (UIST) dell’Association for Computing Machinery (ACM) tenutosi dal 29 ottobre al 1 novembre a San Francisco. Il paper dimostra come VRoxy possa mappare più location fisiche su uno spazio virtuale unificato.

La realtà virtuale offre l’opportunità di creare interfacce intuitive immergendo gli utenti in un ambiente 3D dove possono vedere e interagire con robot in ambienti condivisi o remoti, facilitando l’interazione. È stato dimostrato che le interfacce VR aiutano a ridurre i tempi di completamento dei compiti, aumentano le prestazioni dell’operatore e sono generalmente preferite rispetto alle interfacce tradizionali. Tuttavia, sebbene sia stato svolto un notevole lavoro di base sulle interfacce robotiche VR, è ancora necessario molto sviluppo per creare interfacce di teleoperazione VR.

“Al momento, i robot controllati dal movimento per la collaborazione richiedono che la location fisica abbia la stessa quantità di spazio dell’ambiente remoto, ma spesso non è così,” ha osservato Brandon Woodard, dottorando alla Brown University e ricercatore del Visual Computing Group, che in precedenza ha svolto tirocini presso Nvidia (NVDA ), MIT Lincoln Laboratory, il Jet Propulsion Laboratory della NASA e Intel (INTC ). Ha inoltre sottolineato che le stanze hanno dimensioni diverse, cosa facilmente visibile anche durante le riunioni su Zoom, il programma di videotelefonia.

Secondo il documento, ricerche recenti sui proxy robotici hanno mostrato che è possibile riprodurre automaticamente molti segnali non verbali importanti nella collaborazione co-locata, ma spesso richiedono una configurazione hardware simmetrica in ogni location. Come soluzione, il team ha introdotto VRoxy, un sistema progettato per consentire l’accesso a spazi remoti tramite un robot, usando un visore VR in uno spazio molto più piccolo, come un ufficio personale. Qui, i ricercatori hanno affermato che la risposta automatica in tempo reale del software è fondamentale sia per i colleghi remoti sia per quelli locali.

VRoxy mappa qualsiasi piccolo movimento effettuato dall’utente remoto nello spazio VR ai movimenti più ampi del robot nello spazio fisico, permettendo all’utente di navigare facilmente in grandi spazi fisici. In questo modo, attraverso VRoxy, un utente VR può rapidamente muoversi in una rappresentazione a bassa fedeltà dello spazio remoto.

Indossando un visore VR, l’utente VRoxy accede a due modalità di visualizzazione. Una è la modalità live, che mostra un’immagine immersiva dello spazio collaborativo in tempo reale per le interazioni con i collaboratori locali. L’altra è una modalità di navigazione che mostra percorsi renderizzati della stanza, consentendo una mobilità più rapida e fluida per gli utenti remoti per “teletrasportarsi” dove desiderano andare, limitando al contempo il mal d’auto da movimento, secondo i ricercatori.

Inoltre, il fatto che il sistema sia automatico significa che i colleghi possono concentrarsi semplicemente sulla collaborazione invece di guidare manualmente il robot, che utilizza il feed di una telecamera a 360° per supportare le interazioni in tempo reale.

Il sistema facilita anche le modalità di interazione rendendo visibile la micro-mobilità intorno agli spazi condivisi sul proxy. Queste molteplici modalità di segnali non verbali, come rotazione della testa, espressioni facciali, gesti di puntamento e sguardo, sono state catturate dall’utente VR tramite il Quest Pro, per poi essere rappresentate tramite un robot di telepresenza nella location remota.

Con VRoxy, un collaboratore può navigare e collaborare all’interno di un vasto ambiente remoto da uno spazio fisico più piccolo e passare istantaneamente da un’area di lavoro all’altra fisicamente separate, ha dichiarato la ricerca. Questo dimostra che VRoxy può adattarsi sia a proxy robotici stazionari sia mobili usando un visore di consumo.

Nel lavoro futuro, Sakashita, autore principale del paper, intende potenziare VRoxy con bracci robotici per consentire agli utenti remoti di interagire con oggetti fisici nello spazio live tramite il proxy robotico. Inoltre, prevede che VRoxy effettui la propria mappatura di uno spazio, simile al robot aspirapolvere Roomba, che utilizza diversi tipi di sensori per navigare e adattarsi all’ambiente. Attualmente, VRoxy si basa su marcatori a soffitto per navigare una stanza, ma il supporto per la mappatura in tempo reale potrebbe consentirne l’uso in una classe, ha affermato Sakashita.

Hyunju Kim e Ruidong Zhang, entrambi dottorandi nel campo delle scienze dell’informazione, insieme a François Guimbretière, professore di scienze dell’informazione al Cornell Bowers CIS, e Woodard, sono coautori del paper di ricerca, supportato dalla Nakajima Foundation e dalla National Science Foundation.

La Sinergia Scatenata: Collaborazione tra VR e Robotica

Il concetto di realtà virtuale esiste da molto tempo, dagli anni ’60. Tuttavia, il suo utilizzo nel campo della robotica è stato piuttosto limitato. Questo nonostante la grande sinergia tra VR e robotica.

La VR può essere usata nella robotica per fornire teleoperazione robotica immersiva e per condurre studi di interazione e collaborazione uomo-robot, mentre i robot aiutano a fornire esperienze VR più immersive fornendo feedback aptico agli utenti.

La mancanza di integrazione della VR nel campo della robotica è stata in gran parte causata dall’assenza di disponibilità e accessibilità economica dei dispositivi VR commerciali, che hanno registrato notevoli progressi nell’ultimo decennio. Con ciò, è aumentata la combinazione della potenza della VR e della robotica per l’interazione e la collaborazione uomo-robot.

Con un interesse crescente verso una maggiore automazione con sistemi riconfigurabili che possono essere adattati in base a esigenze mutevoli, stiamo assistendo a un uso crescente della realtà virtuale nella robotica per rendere la comunicazione tra umani e macchine più efficace.

Queste due tecnologie sono attualmente utilizzate in molteplici applicazioni per potenziare le prestazioni dei robot consentendo al contempo a un umano di mantenere il controllo. Per esempio, nella robotica medica, la formazione VR offre a medici e chirurghi la possibilità di allenarsi in situazioni quasi reali senza dover trattare pazienti reali. La VR può anche essere usata per addestrare soldati a gestire droni e robot di livello militare senza il rischio di danneggiare attrezzature costose e insostituibili. La ricerca su VR e robotica è inoltre impiegata per ottimizzare l’esplorazione spaziale in ambienti complessi.

Sfruttando VR e robotica, VRoxy può anche portare a progressi significativi nella collaborazione remota e negli ambienti professionali. Consentendo a utenti presenti in diverse location fisiche di collaborare senza soluzione di continuità in spazi condivisi, questo software può rivelarsi davvero prezioso per team remoti che lavorano su progetti che richiedono stretta coordinazione e comunicazione.

VR e robotica sono tecnologie utili per la formazione singolarmente, ma combinarle permette all’educazione in tutti i campi di diventare più intuitiva e immersiva. Aiutano anche a formare robot più intelligenti.

Oltre a essere usate per scopi formativi e per fornire assistenza e supporto remoto, VRoxy può trovare applicazione in situazioni in cui lo spazio fisico è limitato, così come nell’educazione a distanza, fornendo agli studenti esperienze immersive in ambienti fisici. Può anche facilitare visite virtuali di siti, permettendo a stakeholder di esplorare spazi fisici da remoto e prendere decisioni informate.

Aziende che Sfruttano il Potere della VR e della Robotica 

Dato il potenziale della combinazione VR e robotica, diverse aziende stanno ricercando e lavorando per sfruttare queste tecnologie, quindi diamo un’occhiata ad alcune delle più importanti:

1. Cambrian Intelligence

È focalizzata sullo sviluppo e l’applicazione di algoritmi di intelligenza artificiale. Cambrian Intelligence sta costruendo interfacce di teleoperazione per controllare intuitivamente robot a distanza con movimenti di mani e braccia usando tecnologie di gioco come realtà virtuale, tracciamento e aptica.

Al 21 settembre 2023, Cambrian Intelligence ha raccolto complessivamente un totale di $3.793.919 attraverso vari round di finanziamento, inclusi un round di serie sconosciuta, un investimento pre-seed, una sovvenzione dell’EASME – EU Executive Agency for SMEs, e un importo non divulgato da ff Venture Capital.

2. Intel 

Uno dei più grandi produttori mondiali di chip semiconduttori, Intel è un attore chiave nello sviluppo di tecnologie legate alla robotica e alla VR, fornendo tecnologie per entrambi i campi. All’inizio di quest’anno, Intel ha introdotto MiDaS 3.1 per la visione artificiale come soluzione alla sfida della stima della profondità nella creazione di una vasta gamma di applicazioni in robotica, AR e VR.

INTC Grafico dei prezzi

Attualmente, le azioni di Intel (INTC) sono quotate a $38,73, in rialzo del 46,69% quest’anno, e l’azienda paga un dividendo con rendimento dell’1,29%. Per il 3Q23, ha registrato un fatturato di $14,2 miliardi, in calo dell’8% su base annua (YoY) e un utile per azione (EPS) di $0,07.

“Abbiamo conseguito un trimestre terzo eccezionale, evidenziato da progressi trasversali su roadmap di processi e prodotti, accordi con nuovi clienti fonderia, e slancio mentre portiamo l’IA ovunque,” ha dichiarato il CEO di Intel, Pat Gelsinger.

3. Vicarious Surgical

Questa azienda è guidata da un team di tecnologi e medici per applicare le ultime innovazioni in robotica e realtà virtuale alle procedure chirurgiche. Per fornire ai pazienti risultati migliori e meno rischi o invasività durante le procedure addominali, Vicarious Surgical utilizza un carrello per pazienti dotato di due bracci robotici con visibilità abilitata da telecamere e mobilità eccezionale, insieme alla console chirurgica per controllare il robot, gestibile tramite uno schermo 3D, un visore VR e il software proprietario.

RBOT Grafico dei prezzi

Per il secondo trimestre del 2023, Vicarious Surgical ha riportato $82,8 milioni in contanti, equivalenti di cassa e investimenti a breve termine. Durante questo periodo, l’azienda ha ottenuto chiarezza sul percorso clinico e normativo con l’aspettativa di completare la prima procedura di ernia ventrale su un paziente a metà 2024. Ha inoltre firmato un quarto accordo con un importante sistema ospedaliero statunitense, portando il totale dei partner ospedalieri a oltre 250. Nel frattempo, le azioni di Vicarious Surgical (RBOT) sono attualmente quotate a $0,4263, con un P/E (TTM) di -0,68 e un EPS (TTM) di -0,63.

Considerazioni Conclusive

Nonostante sia una tecnologia relativamente giovane, l’adozione della realtà virtuale è stata diffusa tra aziende, organizzazioni e persino governi, poiché il suo potenziale diventa più chiaro con ogni nuovo sviluppo. La VR non sta solo guadagnando molta trazione nel gaming, nello sport, nella sanità, nell’educazione, nel settore immobiliare, nella produzione, nel marketing, nell’automotive e nella difesa, ma sta anche cambiando l’industria della robotica in modo significativo.

Combinare VR e robotica ha il potenziale di salvare vite umane e spingere i confini dell’esplorazione. Sebbene sia ancora in fase di sviluppo, con fattori come finanziamenti, sfide tecnologiche e considerazioni normative che influenzano questa crescita, assistiamo costantemente a scienziati e ingegneri che compiono progressi in queste tecnologie.

Dato il progresso nella VR e nella robotica, possiamo aspettarci di vedere l’applicazione di sistemi come VRoxy in settori specifici entro i prossimi 5-10 anni, con un’adozione più ampia che richiederà più tempo man mano che la tecnologia matura e diventa più accessibile.

Clicca qui per l’elenco delle prime 10 azioni di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR).