走進虛實任意門 透視AR、VR視角內工業創新應用的無限可能

寶可夢(Pokémon GO)熱潮在全世界延燒,開啟了大眾認識AR的第一道窗。其實,AR與VR技術在數十年前就已經存在,隨著這兩年踏入遊戲領域的發展方向,裝置的便利以及投入成本的降低,過去只有少數技術人員才聽過的AR與VR,一夕之間變得親民起來。但若你知道AR與VR目前已被視為既電腦與智慧型手機之後,下一波即將改變世界的趨勢產業,對於它們的想像,恐怕不能僅停留在互動式遊戲領域。

二○一六年,被稱為是VR發展的元年,隨著各大廠的硬體裝置、內容、平台以飛速不斷推陳出新,帶給各行業、各領域的創新應用更是超乎想像。例如醫療產業嘗試著讓燒燙傷患者在疼痛不堪的治療過程中,透過VR裝置讓患者沉浸於冰雪世界當中,與雪人互動並投擲雪球,發現居然可以替代嗎啡,甚至達到更好減緩疼痛的效果。但另一方面,新技術的發展也正在衝撞許多產業的既有認知,例如VR也正廣泛在電影產業中被討論,全觀視角的VR電影沒有了構圖與特寫,將和過往電影敘事的方式截然不同。不論是在教育、出版、軍事、工程等各種產業,AR和VR就像是打開了一個全新看世界的方式。據推估,二○二一年全球AR與VR的總產值將達到一○八○億美元,其中產業運用與娛樂運用二分天下。本文將就AR、VR的定義與特性,以及目前在企業與工業應用領域上進行初步探討。

什麼是AR?什麼是VR?

擴增實境(Augmented Reality, AR)是一種將虛擬資訊擴增到現實空間中的技術,透過攝影鏡頭的辨識技術與程式結合,當攝影鏡頭偵測到識別圖像時,即會觸發對應的圖像或資訊,疊加在真實空間當中,透過螢幕等輔助裝置呈現。AR的概念並非要取代現實空間,而是在現實空間中「擴增」出虛擬物件。目前大部分的AR應用是以智慧型手機或平板電腦等行動裝置結合,亦有數家大廠正在發展AR頭戴顯示裝置,比較知名的例如微軟的HoloLens、Google glasses以及Epson、Sony等都已將AR眼鏡視為重點開發項目之一。

而虛擬實境(Virtual Reality, VR)則是運用電腦繪圖技術或全景影片技術,模擬出一個真實感高的空間,讓人們有一種身處在現實中的錯覺,除了視覺的沉浸感之外,亦可能運用聽覺、嗅覺、觸覺等其他感官刺激模擬真實感,並可藉由手柄等控制器或手勢在虛擬環境中互動。VR與AR最大的不同在於VR是讓人能夠身歷其境的置身另外一個空間,而AR本質是基於真實空間疊加內容,但內容需要在裝置上才能實現。

另外還有混合實境(Mixed Reality, MR)為AR與VR的綜合應用,將虛擬世界與現實世界相融合,產生一個新的可視化環境,現實生活的物件跟虛擬世界的物件能夠共存與即時互動。AR、VR與MR基於不同的特性,衍伸出來的應用也不太相同,但相同的是,人類的想像極限正因為這些新技術正不斷被突破,在這個世界裡,唯一限制的就是你的想像力。

擴增實境與虛擬實境差異比較(整理製表:鼎新電腦)

AR、VR在工業領域之應用暢想

目前AR、VR在遊戲娛樂的領域正在蓬勃發展,對於消費產業而言也有許多創新的發想,例如中國電商巨頭淘寶也在二○一六年試驗性的推出Buy+VR,看準消費者喜歡逛實體店又不想出門的特性,企圖運用AR、VR帶給消費者更突破性的購物體驗。在工業應用上,也已經開始有了一些創新發想與實證的應用。

VR+虛擬智能工廠在建置工廠之前先透過對於廠房、設備、產線的精確建模,可對於工廠產線設計進行模擬,或者在虛擬化的環境中動態模擬生產與物流等流程,可對於產線規劃進行驗證與優化。另外,也可以建模一個與實體工廠一樣的虛擬工廠,並將即時數據與生產相關參數映射到虛擬工廠當中。想像一個擁有跨國多家工廠的企業主或廠長,即可戴上VR眼鏡,了解工廠的任何資訊,即時進行監控與調度。

VR+虛擬戰情室有如電影中的太空指揮總部都有一個大型的指揮與監控中心,動態分析圖表與即時監控畫面在大螢幕中一目了然。現在許多企業也都有建構企業戰情室的需求,希望可以綜覽企業經營績效,即時進行調配與決策。用VR打造企業戰情室,將即時數據串聯在虛擬空間當中環景呈現,不僅能降低空間與硬體建設的成本,未來更可以多人在同一個虛擬空間中連線會議,真正打破距離與空間的限制。

AR+巡檢點檢隨著AR智能眼鏡硬體的發展,AR在工業領域上的應用,比起VR更容易快速落地。AR智能眼睛的應用在製造現場最大的特點是真正能做到解放雙手,若未來不需要透過工業PDA、掃碼槍等等設備,只要透過AR眼鏡「瞄一眼」就可以完成報工、掃碼;或者在機台上貼上識別碼,串聯系統數據就可以看到機台實時生產數據,進行設備的點檢,或者廠區的巡檢,透過將資訊擴增到現場的AR技術,將可能是取代現場看板或優化許多作業流程之殺手級應用。

模擬在質量檢測設備貼上AR識別圖像,辨識後即可顯示良品檢測統計表格,對於智能現場的點檢更加便利。

AR+遠程維修隨著設備的複雜度越來越高,現場操作人員的經驗與技術是否熟練,成為了設備維修時最大的挑戰。透過AR技術,在維修時戴上AR眼鏡,若可以自動辨別設備並且提供維修指引,將可以更準確與高效的完成維修作業。另外AR也可以支持遠程維修協助,當現場維修人員的視角能即時傳回辦公室的監控電腦給工程師看,並透過語音與指引即時進行維修教導,就算是經驗不足的菜鳥在現場也可以輕鬆完成維修任務。

智能+新技術!鼎新智能現場融合AR、VR應用

自許為工業4.0的整合規畫者,鼎新電腦面對新技術襲來的浪潮,於二○一七年起,也開始投入自身研發和方案規劃團隊,並結合軟體、硬體相關外部資源,展開一連串AR、VR應用於製造現場的調研與嘗試。希望能夠引領創新,帶給企業不一樣的視野。

鼎新「VR智能現場體驗區」演示智慧工廠與虛擬戰情室兩種應用,與即時數據和監控面板串聯,讓體驗者戴上眼鏡就有如走進智能現場。

在二○一七年六月鼎新的虛實融通+智能製造研討會上,鼎新創新打造「VR智能現場體驗區」,以VR呈現了工廠全景,並將系統即時數據置入於VR當中,點擊機台可以看到即時的機台稼動數據、生產進度看板、即時良率面板等等,另外也運用3D建模方式,建構兩個虛擬戰情室─控制中心與營運中心。控制中心針對生產現場想要看的各種生產監控面板如交期達成率、直通率、製程不良率等呈現。而營運中心則是模擬一間老闆辦公室,在辦公室前的大型面板當中,有著老闆關注的營運監控面板,如同打造了一個任意門,讓使用者穿越時空,置身在資訊即時透明的智能工廠當中,也讓體驗客戶感覺到VR應用在製造業的未來可能性。

而在二○一七年台北工業自動化大展中,鼎新除了VR智能工廠體驗之外,也與硬體廠商佐臻、翊視皓瞳和系統整合廠商品臻、眾里數碼,更深入展示AR運用於製造現場的可能性。不論是透過AR眼鏡進行智能現場之報工、派工、巡廠、點檢,或者未來在智能物流上,可以透過AR進行撿料與庫位的指引,希望呈現AR與VR結合物聯網、大數據、人工智慧等技術,將會帶給企業截然不同的新視野。

在AR與VR的世界裡,技術革新的腳步越來越快,虛擬與實體的界線將更加模糊,但眾多的可能性也在這個快速與模糊空間中,不斷地孕育與實踐。如同Facebook創辦人祖克伯所言:「有朝一日,VR和AR將成為數十億人生活中的一部分。」這不可抵擋的趨勢,才正要開始而已。