VRoxy: ricerca sulla collaborazione a distanza con VR e robotica nel 2023

Questo articolo del 2023 descrive ricerche sullarealtà virtuale (VR) e sulla robotica. In un sondaggio statunitense del 2020, quasi un adulto su cinque aveva provato la VR o possedeva un visore. Non significava che un quinto la utilizzasse regolarmente e non è un dato attuale mondiale. Oltre a giochi e intrattenimento, si studiano applicazioni professionali.

Ricercatori della Brown University e della Cornell University svilupparono VRoxy, un prototipo di ricerca per la presenza a distanza attraverso un robot. Il sistema risponde ai movimenti e ai gesti di una persona con visore VR.

L’obiettivo era consentire la collaborazione tra un utente in una stanza piccola e colleghi in un ambiente più ampio. Il robot rappresenta l’utente sul posto di lavoro. Non era un servizio commerciale generalmente disponibile; l’assenza di controller manuale non significa assenza di controllo.

Il ricercatore Mose Sakashita spiegò che la VR può usare tecniche di movimento dei videogiochi, come un passaggio virtuale immediato a un altro punto.

Sakashita era allora dottorando in scienze dell’informazione a Cornell.

La sua spiegazione era la seguente:

L’utente può restare fisicamente in uno spazio piccolo e collaborare con persone in uno più grande a distanza. Lo spostamento virtuale non è il teletrasporto fisico del robot.

VRoxy riprendeva il precedente ReMotion di Cornell, che richiedeva attrezzature corrispondenti e spazi di dimensioni simili alle due estremità. VRoxy collegava un piccolo spazio dell’utente ad aree di lavoro più ampie e trasmetteva il linguaggio del corpo tramite un robot.

Con il visore l’utente vede il luogo remoto ed è rappresentato lì dal robot. Movimenti nell’area di lavoro, indicazioni, cenni del capo ed espressioni possono essere comunicati. Utente e colleghi restano nei rispettivi luoghi fisici.

Nel 2023 i ricercatori presentarono una prima dimostrazione di collaborazione a distanza. Il lavoro si collega ai problemi dei rappresentanti robotici e della realtà aumentata (AR), ma VR e AR sono tecnologie distinte. Il controllo descritto utilizza la VR.

VRoxy: collaborazione a distanza 

Lo studio si intitolaVRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxye fu presentato a UIST 2023, la conferenza ACM tenutasi dal 29 ottobre al 1° novembre a San Francisco. Descrive la visualizzazione di più aree di lavoro e l’accesso attraverso un robot.

Un’interfaccia VR può offrire una visione spaziale dell’ambiente del robot e sostenere compiti specifici. Tempi inferiori, migliori prestazioni o preferenza per la VR dipendono però dal compito e dallo studio. Non sono garanzie generali.

Brandon Woodard, allora dottorando alla Brown e ricercatore nel Visual Computing Group, spiegò che gli ambienti di lavoro hanno dimensioni diverse. L’articolo citava precedenti tirocini presso Nvidia (NVDA ), MIT Lincoln Laboratory, Jet Propulsion Laboratory della NASA e Intel (INTC ). La differenza fra, per esempio, un ufficio domestico e un laboratorio era il problema pratico studiato da VRoxy.

I precedenti rappresentanti robotici potevano riprodurre importanti segnali non verbali, ma richiedevano spesso attrezzature e spazi simili nei due luoghi. VRoxy studiava una configurazione con visore in una stanza piccola e robot nell’ambiente più grande.

Il sistema collega aree di lavoro della grande stanza allo spazio limitato dell’utente. Punti di passaggio virtuali consentono di scegliere un’altra posizione; il robot vi si dirige fisicamente. Non si tratta di ingrandire arbitrariamente ogni piccolo movimento.

La modalità dal vivo mostra l’ambiente per interagire con i colleghi. Quella di navigazione presenta una scena tridimensionale semplificata con passaggi virtuali. La transizione nasconde il tragitto del robot e mira a rendere l’esperienza più fluida e limitare la cinetosi. Non garantisce assenza di disturbi per tutti.

La navigazione automatica è pensata per ridurre l’attenzione necessaria alla guida manuale. Per il contatto sul posto il robot usa anche una telecamera a 360 gradi.

Quest Pro può rilevare movimenti della testa, espressioni e direzione dello sguardo; l’interazione comprende anche gesti per indicare. Il robot ha uno schermo e un puntatore meccanico. Il puntatore non è un braccio prensile già capace di afferrare oggetti.

VRoxy può passare virtualmente tra aree di lavoro. Quando si passa a un altro edificio, si attiva un altro robot; il primo non salta fisicamente fra edifici. La dimostrazione indica possibilità, non idoneità provata per ogni ambiente.

Bracci per manipolare oggetti e mappatura autonoma erano sviluppi futuri. Nel 2023 il sistema utilizzava marcatori sul soffitto per navigare. Il paragone con Roomba descriveva una funzione desiderata, non già presente.

I coautori erano Hyunju Kim, Ruidong Zhang, Brandon Woodard e François Guimbretière, insieme al primo autore Mose Sakashita. La ricerca fu sostenuta dalla National Science Foundation e dalla Nakajima Foundation.

Combinare VR e robotica

L’idea della realtà virtuale ha una lunga storia. La combinazione con la robotica comprende applicazioni e limiti diversi, non un unico settore di prodotti uniformi.

La VR può servire per il controllo remoto dei robot e gli studi sulla collaborazione tra persone e macchine. Alcuni sistemi robotici offrono riscontri tattili o di forza nella VR, ma non significa che ogni prototipo VRoxy li possieda.

Visori più accessibili e migliore rilevamento del movimento hanno consentito più esperimenti. Prezzo e disponibilità non sono però gli unici fattori: contano anche connessione, latenza, sicurezza, progettazione del compito e facilità d’uso.

Sistemi riconfigurabili possono adattarsi a determinate esigenze di lavoro. L’eventuale miglioramento della comunicazione con il robot va valutato per ciascun impiego.

Le aree di ricerca includono simulazioni per la formazione medica, addestramento al controllo dei robot ed esplorazione di ambienti difficili da raggiungere. Una simulazione può ridurre alcuni rischi dell’esercitazione, ma non dimostra automaticamente migliori risultati clinici o completa sicurezza nell’uso reale.

VRoxy studiava come colleghi in luoghi diversi possano condividere segnali spaziali. Il prototipo può suggerire idee per gruppi che richiedono coordinamento, ma non dimostrava un’ampia idoneità commerciale.

VR e robotica possono sostenere la formazione e la raccolta di dimostrazioni per i robot. Il valore aggiunto dipende da obiettivi didattici, attrezzature e valutazione.

Didattica a distanza e visite virtuali sono applicazioni possibili. La descrizione riguarda prospettive della ricerca del 2023, non installazioni già dimostrate in tutti questi settori.

Esempi di aziende nel 2023 

Gli esempi seguenti riguardano robotica, analisi delle immagini o sistemi chirurgici. Non rendono automaticamente le aziende partner di VRoxy. I dati borsistici sono storici; i grafici incorporati possono aggiornarsi.

1. Cambrian Intelligence

L’articolo descriveva algoritmi e interfacce di controllo remoto di Cambrian Intelligence . Movimenti di mani e braccia, tracciamento, VR e aptica facevano parte della descrizione di allora. Il sito attuale si concentra sulla visione tridimensionale per bracci robotici industriali, che non equivale a VRoxy.

L’articolo indicava un finanziamento complessivo di 3.793.919 dollari al 21 settembre 2023. Questo preciso dato storico non è stato qui confermato indipendentemente da una fonte primaria sui finanziamenti. I riferimenti comprendevano un investimento iniziale, una sovvenzione dell’allora agenzia UE EASME e ff Venture Capital. Un round non specificato non è un round ufficialmente chiamato “serie sconosciuta”.

2. Intel 

Intel sviluppa semiconduttori e tecnologie applicabili anche ad analisi delle immagini e robotica. Il MiDaS 3.1 collegato a Intel stima la profondità relativa da una sola immagine. Il progetto ufficiale indica dicembre 2022 come data di rilascio; il rapporto tecnico uscì nel luglio 2023. La profondità relativa non è automaticamente una distanza precisa in metri.

INTC Grafico dei prezzi

La quotazione Intel di 38,73 dollari, il rialzo del 46,69% da inizio anno e il rendimento da dividendi dell’1,29% erano un’istantanea del 2023. Nel terzo trimestre 2023 Intel riportò ricavi di 14,2 miliardi di dollari, l’8% in meno rispetto a un anno prima. L’utile diluito per azione era 0,07 dollari secondo i GAAP, contro 0,41 dollari rettificati non-GAAP.

Pat Gelsinger, allora amministratore delegato, sottolineò i progressi di prodotti e processi, i nuovi clienti per la produzione di chip e l’impegno nell’IA. Era la sua valutazione del trimestre, non una garanzia di risultati futuri.

3. Vicarious Surgical

L’azienda stava sviluppando un sistema robotico chirurgico. Migliori esiti e minore invasività degli interventi addominali erano obiettivi progettuali, non benefici clinici dimostrati da questa descrizione. Vicarious Surgical descrive un modulo per il paziente con due bracci robotici, telecamere e una console con visione tridimensionale. Un visore VR compariva nelle prime dimostrazioni, ma l’azienda precisa che non farà parte della prima generazione. Precisa inoltre che il sistema non ha autorizzazione FDA alla commercializzazione e non è in vendita commerciale negli Stati Uniti. La designazione Breakthrough Device non è tale autorizzazione.

RBOT Grafico dei prezzi

Al 30 giugno 2023 Vicarious Surgical disponeva di circa 82,8 milioni di dollari fra liquidità, mezzi equivalenti e investimenti a breve termine: non erano ricavi trimestrali. Nel luglio 2023 prevedeva un primo intervento per ernia della parete addominale su un paziente a metà 2024. Era un piano dell’epoca, non la prova di un intervento eseguito o autorizzato. Un quarto accordo con una rete ospedaliera statunitense portava oltre 250 gli ospedali rappresentati dai partner: non 250 contratti separati con reti o robot installati. Quotazione di 0,4263 dollari, P/E −0,68 e utile per azione −0,63 erano dati borsistici storici, non l’utile per azione del secondo trimestre o cifre attuali. Successive operazioni sulle azioni limitano i confronti diretti dei prezzi. Un P/E negativo non dimostra redditività.

Considerazioni finali

La VR è studiata e usata per formazione, visualizzazione e collaborazione. L’adozione varia molto fra settori. La dimostrazione di un prototipo non prova una diffusione generale in tutte le industrie citate.

La combinazione con la robotica offre possibilità ma richiede fondi, sviluppo tecnico, valutazioni di sicurezza e talvolta autorizzazioni. Esplorazione e sanità possono beneficiarne senza che risultati specifici siano già certi.

I cinque-dieci anni citati nel 2023 corrispondevano a circa il 2028–2033. Era un’aspettativa, non un calendario garantito né un nuovo termine a partire da oggi.

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