Rozšírená realita v logistike (1), Nové trendy, Rubriky,

Predložená séria článkov má za cieľ prehĺbiť poznanie rozšírenej reality a odpovedať na otázky:

Čo to vlastne rozšírená realita je?
Ako ďaleko dospel vývoj v tejto oblasti, existujú už príklady z praxe?
Aký je vzťah rozšírenej reality a logistiky?

Na vytvorení tejto štúdie sa podieľala aj spoločnosť Z_punkt, špecialista na konzultácie pre strategické plánovanie budúcnosti, analýzy trendov a nových technológií, pričom cieľom bolo ísť ďalej ako niektoré médiá, ktoré z rozšírenej reality urobili povrchný rozruch. Ťažisko predloženej série článkov sa sústredilo na predstavenie reálnych príkladov zo skutočných aplikácií s dôrazom na to, aká je aktuálna situácia a čo asi môžeme očakávať v blízkej budúcnosti. Autori tejto štúdie a predloženého seriálu článkov veria, že sa im podarí zapáliť iskru záujmu odborníkov z praxe pre túto vzrušujúcu nastupujúcu problematiku a ponúknuť k tomu nové pohľady.

Pochopenie rozšírenej reality

Predstavte si, že v polovici vašej plánovanej cesty sa vám na diaľnici pokazí auto. O motoroch a ostatných súčastiach auta viete len veľmi málo a najbližšia opravovňa je vzdialená desiatky kilometrov. V dnešnej dobe vás vyriešenie takejto poruchy stojí veľa času aj peňazí. Avšak už zajtra sa takáto udalosť môže stať len malým nedopatrením počas dňa. Vďaka inteligentným okuliarom si budete vedieť spustiť aplikáciu na opravu auta a odhaliť problém s vašou úrovňou vedomostí o autách a s presným postupom krok za krokom, presne určeným pre vašu značku a model auta. A to všetko bez pomoci školeného technika.

Alebo si predstavte, že ste niekde na nákupoch a chcete vedieť, ako iní kupujúci ohodnotili kabát, ktorý si zamýšľate kúpiť. Prezretím si produktu pomocou inteligentných okuliarov okamžite uvidíte informácie, ktoré sa zobrazia pozdĺž kabáta – hodnotenie používateľov, cenové rozpätia produktu a iné doplňujúce informácie – a pomôžu vám pri rozhodovaní o nákupe.

Toto je rozšírená realita (augmented reality – AR), kde každý objekt, ktorý vidíte, môže byť doplnený o ďalšie hodnotné informácie. AR je definovaná ako rozšírenie fyzickej skutočnosti pridaním vrstiev počítačom generovaných informácií do skutočného prostredia [1]. V tejto súvislosti môže ísť o rôzne typy informácií v podobe virtuálnych objektov alebo obsahu vrátane textov, grafiky, videa, zvukov, vnemovej spätnej väzby, GPS údajov a takisto vôní. Avšak AR je viac ako len jednoduchá technológia zobrazovania. Predstavuje takisto nový typ prirodzeného používateľského rozhrania pracujúceho v reálnom čase s cieľom prepojenia človeka s objektmi a digitálnymi zariadeniami. AR vykonáva štyri základné úlohy, pričom jej výstup je dostupný v použiteľnej podobe:

1. Zachytenie scény

Prvou vecou je, že realita, ktorú by bolo možné rozšíriť, treba zachytiť pomocou záznamového zariadenia, ako je napr. kamera, ktoré dokáže „vidieť cez, resp. dovnútra“, ako napr. displej nositeľný na hlave.

2. Identifikácia scény

Druhou funkcionalitou AR je identifikácia scény. Zachytenú realitu treba naskenovať a treba definovať presnú polohu, kde možno virtuálny obsah zabudovať. Táto poloha môže byť identifikovaná značkami (vizuálnymi tagmi) alebo technológiami na sledovanie, ako sú GPS, snímače, infračervené alebo laserové technológie.

3. Spracovanie scény

Následne potom, ako bola scéna rozpoznaná a identifikovaná, treba určiť súvisiaci virtuálny obsah, a to zvyčajne z internetu alebo ľubovoľnej databázy.

4. Vizualizácia scény

AR ponúka v poslednej fáze obrazový mix reálneho prostredia spolu s virtuálnym obsahom.

Odborníci takisto rozlišujú medzi rozšírenou a virtuálnou realitou (VR). VR úplne generuje počítač, pričom ide o trojrozmerné prostredie zobrazované na počítačovej obrazovke alebo prostredníctvom špeciálnych spektroskopických displejov, ako je napr. Oculus Rift. Naopak AR (alebo kombinovaná realita, ako sa zvykne niekedy označovať) kombinuje skutočný aj virtuálny svet. Používatelia AR majú stále možnosť vnímať skutočný svet okolo nich; to vo VR nie je možné.

Od digitálnych trikov po biznis prinášajúci revolúciu?

Aj napriek masívnemu nárastu informácií o AR, ktoré sa za posledných 12 mesiacov objavili v mnohých dôležitých médiách, je väčšina riešení AR, o ktorých sme mali možnosť čítať, stále v štádiu vývoja. Len niekoľko hardvérových riešení sa podarilo vyrobiť v masovom meradle a sú pripravené pre maloobchodný predaj.

Len pred niekoľkými rokmi bolo komerčne dostupných len niekoľko AR aplikácií – prvá AR aplikácia pre iPhone nebola uvedená na trh skôr ako v roku 2009 [2]. Celosvetový zisk v roku 2011 bol málo nižší ako 181 mil. USD [3], pričom AR sa v tom čase často prezentovala na verejnosti vo forme marketingových trikov: technológia na vyhľadávanie užitočných aplikácií. Zo strany verejnosti bol o to len malý záujem; aplikácie sa primárne vyvíjali s cieľom nakloniť si zákazníkov, pričom ich prínos bol obmedzený na upútanie pozornosti, napr. pridávaním rôznych video efektov.

Avšak posledné predpovede odhadujú, že do roku 2017 narastie celosvetovo tento biznis na úroveň 5,2 mld. USD – neuveriteľný každoročný nárast takmer o 100 %. Vďaka silnému financovaniu nových AR projektov a start-upov, obzvlášť prostredníctvom veľkých spoločností, ako sú Google, Canon či Qualcomm, môžeme očakávať, že prvá významná vlna AR produktov pripravených na masové použitie bude uvedená na trh v priebehu najbližších 12 mesiacov. A spolu s konkrétnymi obchodnými prínosmi, ktoré s tým budú súvisieť, sa odborníci zhodujú, že AR sa stane „ďalšou veľkou vecou“ v oblasti spotrebného, lekárskeho, mobilného, automobilového a výrobného prostredia a trhov [4]. AR už viac nie je len marketingový trik. Vidíme, že je o ňu trvalý a narastajúci záujem a vďaka rýchlemu technologickému pokroku sa budú jej aplikácie len zlepšovať.

Prehľad hardvéru

Vývoj a implementácia softvérových riešení AR bude naopak závisieť od vývoja vhodných a odolných hardvérových platforiem. A vývoj tohto hardvéru bude poháňaný technologickým pokrokom v oblasti počítačových procesorov, displejov, snímačov, rýchlosti mobilného internetu, životnosti batérií atď. Pri pohľade na typy platforiem AR dostupných v súčasnosti a predpovedí, čo nás čaká v strednodobom horizonte, možno pre AR nájsť už dnes nasledujúce vhodné hardvérové zariadenia:

ručné zariadenia,
statické AR systémy,
systémy priestorovej AR (SAR),
displeje nositeľné na hlave (HMD),
inteligentné okuliare,
inteligentné šošovky.

Inteligentné zariadenia

Ručné zariadenia

V dnešnej dobe sme svedkami rozsiahleho boomu ručných zariadení, ako sú inteligentné telefóny či tablety, ktoré budú čoraz viac zrýchľovať využívanie AR. Tieto zariadenia sú dostupné s čoraz lepšími funkciami, ako sú displeje či kamery s vysokým rozlíšením a výkonnejšie procesory. Okrem toho sú osadené rôznymi snímačmi, ako sú snímač zrýchlenia, GPS či možnosti kompasu, čo z nich robí veľmi vhodné platformy pre AR. Ručné zariadenia sú zároveň najľahšou cestou pre spotrebiteľov, ako získať prístup k aplikáciám AR. Väčšinu z nich si však nemožno nejakým spôsobom pripevniť na telo, a tak používateľovi neponúkajú možnosť zážitku z AR s voľnými rukami.

Stojanové AR systémy

Sú vhodné tam, kde sa na stále prístupnom mieste požaduje veľký displej alebo vysoké rozlíšenie. Na rozdiel od mobilných AR zariadení môžu byť tieto statické systémy vybavené pokročilejšími kamerovými systémami a tým poskytovať presnejšie rozpoznávanie ľudí a scény. Zobrazovacia jednotka navyše ponúka podstatne reálnejšie obrázky a nie je veľmi ovplyvnená okolitými faktormi, ako je napr. denné svetlo či stlmené osvetlenie.

Priestorové systémy AR (Spatial augmented reality – SAR)

Na rozdiel od všetkých ostatných SAR premieta virtuálny obsah priamo na povrch zariadenia reálneho sveta. Systémy SAR sú vzhľadom na princíp svojej činnosti najčastejšie statické. Akýkoľvek fyzický povrch, ako napr. stena, stôl, pena, drevené bloky alebo ľudské telo, sa môže premeniť na interaktívny displej. Vzhľadom na stále sa zmenšujúce rozmery, cenu a spotrebu energie projektorov a súčasne pri pokroku v oblasti 3D zobrazovania je to, čo v tejto oblasti nastupuje, úplne nový rozmer interakcie a možností zobrazovania. Najväčšou výhodou SAR je, že prinášajú presnejší odraz skutočnosti, pretože virtuálne informácie môžu byť zobrazované v skutočnej proporcii a veľkosti. Obsah možno navyše zviditeľniť pre väčší počet pozerajúcich sa, čo napríklad umožňuje simultánnu prácu.

Zobrazovacie systémy s prichytením na hlavu (HMD)

Tento typ predstavuje ďalší z rýchlo rastúcich segmentov hardvéru pre AR. HMD sa skladajú zo súpravy na prichytenie na hlavu, ktorá je spojená s jedným alebo viacerými (mikro) displejmi. HMD zobrazuje obrázky z fyzického sveta spolu s virtuálnymi objektmi v zornom poli používateľa. Inými slovami, používateľ nevidí fyzický svet priamo, ale vidí jeho (rozšírený) video obraz. Ak je displej umiestnený len pred jedným okom používateľa, takýto systém sa nazýva monokulárny (jednooký) HMD, ak sú displeje pred obidvomi očami, systém sa nazýva binokulárny (dvojočný) HMD. Moderné HMD sú často vybavené snímačmi na šesť stupňov voľnosti, čo umožňuje používateľovi slobodne pohybovať hlavou spredu/dozadu, hore/dole, vľavo/vpravo, nakláňať ju, vychyľovať a točiť.

Inteligentné okuliare

Mnohé spoločnosti pracujúce v oblasti spotrebnej elektroniky očakávajú, že inteligentné okuliare sa po inteligentných telefónoch stanú ďalším celosvetovým hitom používateľov. Tieto AR zariadenia sú vo svojej podstate okuliare vybavené obrazovkami, kamerami a mikrofónmi. Vďaka tomuto konceptu môže používateľ vidieť reálny svet a rozšírený pohľad sa mu zobrazuje v zornom poli. Zobrazovanie AR sa premieta cez povrch šošovky okuliarov alebo sa od neho odráža. Najpokročilejšími príkladmi tejto technológie sú Google Glass a Vuzix M100. Avšak asi najvzrušujúcejšou novinkou vývoja v oblasti inteligentných okuliarov sú Atheer One – tie sú vybavené snímačmi 3D hĺbky umožňujúcimi používateľovi fyzicky ovládať obsah zobrazovaný pred ním.

Inteligentné kontaktné šošovky

Okuliare ešte nie sú koncom tohto príbehu. Výskum sa aktuálne zameriava na inteligentné šošovky, ktoré dokážu zobraziť AR; spoločnosti ako Microsoft a Google majú plné ruky práce s vlastnými projektmi v tejto oblasti. Myšlienka spočíva v premene klasických šošoviek na funkčný systém obsahujúci riadiace a komunikačné obvody, miniatúrne antény, LED a iné optoelektrické prvky. Stovky integrovaných LED bude možné v budúcnosti využiť na vytvorenie obrazu priamo pred okom a zmeniť tak šošovku na displej. Avšak skôr, ako sa toto stane realitou, bude potrebné vyriešiť niekoľko významných problémov, napr. ako zabezpečiť napájanie šošoviek a to, že nedôjde k zničeniu ľudského oka.

Literatúra

[1] Carmigniami et al. (2011): Augmented Reality: An Overview. In: Carmigniami; Furth (eds.): Handbook of Augmented Reality, Springer, New York, 2011, pp. 3 – 46.
[2] Yelp’s “monocle feature”. For further info see: Ben Parr (2009): Easter Egg. Yelp Is the iPhone’s First Augmented Reality App. Online at: http://mashable.com/2009/08/27/yelp-augmented-reality/.
[3] Research and Markets (2011): Global Augmented Reality Market Forecast by Product for Gaming, Automotive, Medical, Advertisement, Defense, E-Learning & GPS Applications – Expected to Grow to $5,155.92 Million by 2016.
[4] CNET (2013): The next big thing in tech.

Zdroj: Glockner, H. – Jannek, K. – Mahn, J. – Theis, B.: Augmented Reality in Logistic, Cahnging the way we see logistic – a DHL perspective. 2014.