福布斯:虚拟现实能够为老年人做些什么?

对于那些无法旅行或参与家庭活动的老年人来说,真实世界会是很小并且很沉闷的。但是他们可以通过虚拟现实技术,在某种程度上逃离这种孤立感。并且现在有越来越多的公司在做开发,使这一愿望逐渐变成了现实。

Rendever就是这样一家公司,他们专为老年人开发VR内容,他们的做法是用算法转换360°全景照片。

“我们正在聚集海量的精彩的内容,比如海滩的景色,”Rendever的CEO Dennis Lally说道。“老年人们可以前往毛伊岛的海滩,观看时长达半小时的海浪景观,或者和鲸鱼一起在海中游泳。他们还可以坐在音乐会的前排,这些演唱会他们可能无法真正参加。我们还提供了教育性质的内容,比如历史上的重要时刻,或者知名建筑景观的展览。”

找回曾经的记忆

但最重要的,是家庭成员之间的联系,Lally说道。

当他离开家去读大学时,Lally曾经尝试与他最爱的外婆保持联系。他知道,自己的电话对她意味着什么,因为她只能被限制在家中。但是Lally注意到,外婆一直在努力尝试关注着外界的信息,但是她的世界正在逐渐远去。“我能够真正看到外婆的想法,或者说让她成为我生活的一部分的想法,对于我来说是非常重要的。”他说道。

Rendever的联合创始人和COO Reed Hayes也有着同样的经历,他的一些家庭成员在养老社区中居住,并且在记忆上的问题使他们需要照顾。“每当我前往那里,没有人有着真正的笑容。这是非常让人沮丧的,并且会让人感觉变老的过程是非常可怕的,”他说道。多年之后,他去一个养老社区看望了自己的岳母。岳母由于老年痴呆导致的生活质量的降低深深地触动了他。

“这种问题会影响整个家庭,”Hayes说道。“她无法走出去,去做她喜欢的事。这使她错过了一些生命中重要的时刻。”

老年人触手可及的新世界

Lally和Hayes都是MIT的毕业生。在一次谈话中,他们谈到了各自关心的家人这件事上。“我们认为,我们可以使用一些新的技术,比如虚拟现实,来帮助模拟这些老去的亲人的想法,”Hayes说道。

“我很快就同意了这种想法,”Lally说道。“我本身就有医疗行业背景,并且我一直对这一行业充满激情。实际上我还曾经想过去行医,但当我遇到Reed,这种想法就被我抛诸脑后了。”

Rendever创立于2015年,为个人用户和养老机构提供了一种基于订阅的服务,可以用VR头显给老年人提供沉浸式的、具有临场感的体验。

Hayes向我们讲述了他们最近在马萨诸塞州一个养老机构的测试,在那里,他们让一个老奶奶戴上VR眼镜。“她开始向我们讲述,‘哇,这是优胜美地国家公园!’她向我们讲述了她在大学毕业时的场景,她独自一人去那里旅行,她携带的东西只有一个帐篷和一把.22口径的手枪,而且他还必须当心那些熊,”Hayes回忆道。

Rendever甚至还可以捕捉用相机拍摄的家庭活动,并且为那些无法参加家庭活动的成员创作出VR体验。Lally就计划记录他将在希腊举行的婚礼,并且通过VR与外婆一同分享。这样一来,外婆就会感觉身处在活动现场一样。

VR:分散对病痛的注意力

虚拟现实技术或许还会有实际的治疗效果。

一些研究证明,将病人沉浸在虚拟现实中可以刺激病患的大脑,通过去除其他的分散注意力的事物,可以重新激活一些神经回路–或者可以作为分散对混乱和痛苦的注意力的工具。

华盛顿大学德尔研究学者Hunter Hoffman和心理学教授David R. Patterson已经在各个年龄段的烧伤患者中使用沉浸式VR体验来控制疼痛感。他们使用的是一款开发于1996年的VR游戏《SnowWorld》,可以把病患带到一个模拟的被冰雪覆盖的峡谷中,使用者可以互相扔雪球,以此来分散对病痛的注意力。这个位于华盛顿大学HITLab的项目是与Harborview烧伤治疗中心合作的,这也是首个为了减少病痛而开发的沉浸式VR体验。

Brooke军队医疗中心的外科研究机构也在测试VR,作为伤兵治疗过程的中分散对病痛注意力的工具。

治疗老年痴呆症的方法

位于加利福尼亚的One Caring Team公司的创始人和CEO Sonya Kim博士意识到,老年人的孤立感和生活质量的下降有着某种联系。她创建了One Caring Team组织,来研究这一问题和老年人的需求。他们的做法是创建关系、通过电话联系,以及向照料者们提供支持。

Kim在一个养老机构中发表了关于她的一个项目的演说,当时有人问到,她是否有针对老年痴呆症患者的解决方案。

“由于她患有老年痴呆症,所以她无法参与我们的电话联系项目,”Kim说道。“这人当时问我,我们是否有方法能够帮助她的妈妈再次快乐起来,因为她再也不想看电视了。所以,我就开始了对于VR技术的研究。我决定用我自己的一些亲属来对其进行测试,并且看到了惊人的效果。”

One Caring Team的研究成果名叫Aloha VR。这是一个“为老年人而设计的,满足他们未获得满足的精神需求”的产品。Kim说道。“Aloha VR已经帮助了很多感觉想要重新回归生活的病患。甚至有些最难治疗的老年痴呆症患者…也已经从我们的项目中获益。”

回到家中 这才是最舒适的地方

可以说,有时,最舒适的体验可能就只是回到家中。Lally和Hayes可以使用他们的技术把病患带回久违的家中–通过重新创建街道场景、周围环境和家庭的环境。

“我从来没有见过有这种创造力的技术,”Hayes说道。“我的外婆立刻就有了这种感觉,这种舒适感。她说道,‘这是世界上最美的地方。’这种体验给了她通向舒适感的窗口,当你在和老年痴呆症患者在一起时,你会知道这些体验有多么珍贵。”

最初发布于2017年3月16日

原文链接:https://www.forbes.com/sites/nextavenue/2017/03/14/how-virtual-reality-helps-older-adults/#7d86c3c644e2

古老的博物馆迎来新技术:沉浸感/参与感/个性化带来新思路

当我站在纽约一家博物馆的入场界限之外时,我听到一个惊人的抱怨:“这就像是去看牙医一样,”一个人说道。“和去博物馆相比,我更愿意去看牙医。”

“如果你想的话,我们可以去任何其他地方,”他的同伴说道。

“不了,就这样吧。”他打断了同伴的话。“我坚信人们对博物馆并不感兴趣,他们去博物馆只是因为这是一种‘必须’。”

并不是只有这一个人持有这种疑问。最近的来自美国全国艺术基金会的报告指出,在过去的20年间,参观博物馆的美国成年人降低了8个百分点,并且年龄在20岁和30岁左右的千禧一代去博物馆的频率也急剧下降。作为对这些的回应,美国全国艺术基金会的研究和分析总监Sunil Iyengar在2015年曾说道:“并没有明确的原因来解释这种现象,”但他还提到“闲暇时的活动有很多有竞争力的替代方案。”

博物馆必须找到新的方法来吸引和刺激参观者。不断增长的数字娱乐选择正在争夺着我们的注意力,而这可能是博物馆面临的部分问题。但对于很多机构来说,数字技术也提供了一种有潜力的解决方案。肩负着保留我们的历史的重要使命,博物馆的现在就指引着我们的未来。

今天的博物馆

美国自然历史博物馆的首席数字官Catherine Devine将现在的任务视为“让博物馆对各种不同的观众而言都能保持其重要性,”并且她已经用过去五年的时间来“真正把博物馆带入21世纪。”这就意味着要重新思考观众体验博物馆的方式,以更好地适应他们日常生活的方式。这些任务是很多变的,比如安排食物或者选择参观日期,而这些通过简单的一次点击或滑动就可以完成。

“很多人的期待都已经在日常生活中被框架化了,当他们来到博物馆时,他们也希望这种体验能够持续,”Devine说道。

朝着该方向的重要一步,便是该博物馆的智能手机APP《Explorer》的发布和重新设计。该APP最初开发于2010年,该博物馆在去年11月正式重新发布了这款APP,为其加入了重新设计的内容,比如幕后故事和虚拟的游戏等等。当我在海洋生物展厅–这家博物馆中非常著名的94英尺长的蓝鲸模型就放在这里–打开《Explorer》应用时,这款APP立即提醒我,一只蓝鲸的体重约等于五列地铁列车,并且我还听到了在水下录制的蓝鲸的“歌声”。

该APP使用了遍布于博物馆中的800个无线电信标组成的网络来定位观众的位置,并且向观众展示周边即时环境的有关内容,同时提供有关的服务信息,比如方向。根据该博物馆的高级公关Scott Rohan的说法,《Explorer》从2010年7月发布至今已经被下载了超过100万次。

作为已经在美国自然历史博物馆工作了几乎20年的老员工,该博物馆的科学公告部门负责人Vivian Trakinski亲自见证了观众体验所经历的革命。最初他被雇佣来制作科学记录短片,而现在,他几乎把所有的时间都用在以各种不同的数字格式来呈现的数据可视化上。

“当我在1999年来到这里时,我们还专注于视频,”她说道。虽然现在他还在制作视频,但据她说“现在,我们正在专注于更具沉浸感和互动性的平台。人们希望能够掌控自己的内容,想要进入到内容的创作中。”

Trakinski的团队正在开发几款增强现实原型产品,可以让观众更加积极地接触到博物馆中的展品和资料。其中有一款沉浸式AR应用,看起来就像是在火星上打高尔夫球那样,使用了来自火星勘测轨道飞行器上的相机的数据。她的团队还使用CT扫描了一只灰鲭鲨,并且开发了一款AR体验,用户能够使用搭载谷歌Tango技术的平板或立体AR眼镜,在博物馆中陈列的真实的鲨鱼模型上,看到叠加的灰鲭鲨骨骼结构扫描图,并且让这只鲨鱼咬或者游动。

“当我们在讲述时,这并不是一种被动的体验,”Trakinski说道。“观众们通过与这个真实的科学模型做交互,其实是在创造学习过程。”

在美国自然历史博物馆测试其AR应用原型时,在几英里外的上城区,纽约大都会艺术博物馆和加拿大电影中心的媒体实验室、Seneca创意艺术和动画学院以及安大略美术馆合作,展示了他们使用VR技术的实验项目。在今年春天,大都会艺术博物馆开启了名为“Small Wonders: The VR Experience ”的展示项目。该项目邀请参观者们戴上VR头显,以精细的视觉效果探索16世纪的哥特式祈祷珠串。安大略美术馆的管理员Lisa Ellis最先对小珠子上的祈祷文进行了微型CT扫描。她回忆道,当时她的团队在看到珠串上错综复杂的设计时感到极为震惊,并且很想和更多的观众们一起分享。这款使用HTC Vive头显的沉浸式体验是“完美的呈现方式”。

沉浸感和互动性同样也是Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆的观众体验中的关键因素。这家博物馆在经过三年的整修之后,于2014年年底重新开启。其中的技术升级包括电子笔的使用,可以让观众在数字显示屏上作画,并且可以下载和保存整个博物馆的物品到与电子笔连接的个人网络账户上。

Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆的总监Caroline Baumann回忆道,当博物馆首次提出使用电子笔的概念时,遇到了很多怀疑的论调。一些批评家提出,没有观众会在长时间内放下他们的智能手机,而去使用电子笔。而现在,她骄傲地发现,97%的观众从进入画廊开始就拿起了电子笔,并且有超过2100万个文件已经下载到了观众的账户。Baumann希望这款工具能够让所有人都接触到,并且“是获得教育和课堂的上的特权的捷径,”并且她相信使用数字技术重新设计的博物馆能够同时吸引博物馆中的行家和首次参观的观众。“我们看见了很多从未来到过博物馆的人们,”她说道。

高科技的成功

对很多机构来说,这场数字革命需要完全重新思考博物馆的样式,并且需要全新的数字思维模型贯穿整个过程。

“我觉得数字技术并不是单独呈现的东西,”Devine说道。“它必须融入到真实的体验中,它必须增强真实的体验,并且为其增加一层在真实空间中无法获得的体验。”

Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆的数字和新媒体代理主任Pamela Horn关注着在博物馆进行数字化改造之后所产生的普遍的变化。“在我们重新开启之后的这三年里,一直在发生一些非常有趣的事。并且我们还看到了内部文化的改变,每个人都在适应这种工作方式,”她说道。“数字手段并不是高高在上,它已经渗透到了所有的部门。”

并且到目前为止,博物馆的管理者们对这些结果非常满意。

虽然Devine并不相信《Explorer》这款APP本身是吸引更多观众的主要原因,她表示该博物馆对这款APP的效力的研究表明,使用过这款APP的观众“发现整个博物馆的体验都更加发人深省了,”当然这是相对于那些没有使用这款PP的观众来说,较为普遍的结论。

Ellis同样也提到,内部研究发现,90%的使用过VR头显探索珠串上的祈祷文的观众认为它是“极为成功的”(这其中还包括一群修女,据报道这让她们“高兴了好一阵子”)。或许最显著的是,Horn注意到Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆的数字化重建在某个时间吸引了大量的年轻观众,即使这些博物馆梦寐以求的参观者数量在总体上有所下降。在2011年我们暂时关闭博物馆以改建时,Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆参观者的平均年龄基本徘徊在60岁左右。而在博物馆重新开启之后,在2014年12月,平均年龄陡将至27岁。

但是要想取得这样的成功,需要相当可观的投入。

“关键在于,在高层管理团队中要有一个精通数字技术的人,并且要有一个非常非常强大的数字技术团队,”Baumann说道。“还要有投资人”。

要在这些项目上投入资金是一个巨大的挑战,并且很多博物馆都依赖于外界的捐助来支持其试验。比如,来自于彭博社慈善总会的支持资助了Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆的重建和美国自然历史博物馆的《Explorer》APP的开发。

博物馆的工作人员也强调拥抱数字技术和保留博物馆中传统项目之间要保持必要的平衡。

“我们就是未来的博物馆。我们并不是位于安德鲁·卡内基的豪宅里,这座豪宅建设于1899年,完工于1902年。相反,你只要进来就能立刻明白,这是数字体验。”Baumann解释道。当然了,她的团队必须要足够谨慎,避免过度使用数字手段:“我们并不想把数字手段放在所有的位置。”比如有15张搭载了数字显示屏幕的新桌子,就被分散到了整个博物馆中不同的楼层里。

对于Ellis来说,那些原创的作品必须保持优先权,技术手段应该服务于它们,并且被用来增强观众对实物的理解。比如说16世纪的祈祷文珠串,“当你戴上VR头显,你会被带到另一个世界,”她说道,但她会引导许多的观众再重新单独观看一遍这件艺术品。

“我们主要的关注点是把人们带到艺术品中,让他们可以接触到艺术,所以我们只使用一种可以帮助我们达成此目标的技术,”她补充道。“我们并不是为了博得喝彩,或者炫耀新技术。”

明天的博物馆

博物馆管理者们希望即将到来的这几年将会带来一些改变,包括更深的沉浸感,更加开放的创作,以及更强的个性化。

Devine预测,在今年之内,我们将会看到智能手机技术之外的新变化,并且更倾向于可穿戴设备和升级版的智能眼镜。虽然像大都会艺术博物馆这样的博物馆们已经尝试涉足VR技术,Devine表示他对于未来能够带来全感官沉浸感的体验感到非常兴奋。

而Baumann则持谨慎的态度,她认为,像是VR和AR这样的技术的变化非常快,想要知道博物馆如何逐渐利用其能力是很困难的。“从现在开始再过六个月,谁知道会到什么程度?”她问道。“我不想使用某项技术,除非它已经成为主流。”

对于Trakinski和她在数据可视化方面的工作而言,未来就围绕着“集体的创造力”,就像开源项目可以得到合作伙伴和外界的开发者的参与一样。她以美国自然历史博物馆现在的一项工作,即由NASA赞助的OpenSpace项目为例来说明她的观点。这是一款开源的数据可视化软件,可以把太空探索与普通公众连接在一起。

“我认为分享资源、分享知识、开源软件开发、个性化定制以及使用常见的工具是一种趋势,并且我认为这种趋势正在驱动着我们所有的工作,使其朝向一个公共的环境。”她说道。

大都会艺术博物馆也做出了类似的选择,这家博物馆分享其资源,并且鼓励大众的创意。在2月份,该博物馆面向公众发布了一个超过37500张图片的收藏集,遵循创作公用许可协议。

不过,有一种元素收到了博物馆管理者们近乎一致的支持,那就是为未来进入博物馆的观众们打造个性化的体验。Devine补充道,这样的个性化是数字技术的关键机会之一,它允许设计者们去思考“我们该如何使用真实的空间,来为不同的人呈现不同的内容?”

她希望《Explorer》这款APP未来的迭代版本将会包含多语言选择,以及根据每天不同的时间段来推送有关内容的能力。比如从哪儿可以喝个下午茶,或者如何在下午五点之后离开博物馆。“这个点子就是想要尝试和参与到你有需要的场景中–这就把不同的人区分开了–然后直接提供给你,不需要自己去选择它,”她解释道。

她还与享乐博物馆网站的个性化方案。在这里,不同的观众能够看到不同的内容。博物馆的管理者们不需要看到如何成为管理者的信息,在纽约的移动端用户或许想要先订票,老师们也能直接找到教育素材。

Baumann同样也表达了她在个性化服务方面的目标。她畅想,一群观众围绕在一个使用数字技术的桌子旁边,每个人都用自己的电子笔进行绘画和研究,并且“如果一个7岁的孩子能够有他自己的体验,将会喜欢上这种方式。而普拉特学院里学习工业设计的学生们也能获得更加先进的体验。”

Cooper Hewitt Smithsonian设计博物馆中最流行的体验形式,是位于二楼的Immersion Room。在这里,有两面墙被巨大的屏幕覆盖,在这些屏幕上轮流播放着各种图案和墙纸。通过使用屋子中间带有触屏的桌子,观众能够从屏幕上呈现的数百种样品中选择自己喜欢的墙面装饰方案,或者他们也可以使用电子笔来画出自己的设计品,然后将其投射到墙面上。这样一来,同样的空间也能够根据个人喜好呈现出独特的个性化方案。

博物馆的未来,听起来很像是Immersion Room这种形式,一家博物馆也可以逐渐为每个进入博物馆的观众提供个性化的体验。“在了解了已经存在的数字平台之后,”Baumann说道。“机会是空前巨大的。”

最初发布于2017年5月10日

原文链接:https://www.theverge.com/2017/5/6/15563922/museums-vr-ar-apps-digital-technology

从军用到民用 增强现实技术是如何让航空飞行更安全的?

我们都曾经幻想坐在座舱里,在远处的天边漫游。很难找到一个没有过飞行梦想的人。但是飞行除了能给我们带来满足感之外,没有人能够否认,飞行还是一件很危险的事。现在的飞机当然是非常高效而且安全的,在制造时必须执行的极高的安全标准和维护工作使得事故概率变得极低。不过,飞行中真正的薄弱环节并不在于人们所想象的飞机的工程力学设计,或者发动机,或者控制面,而在于飞行员。

最新的研究报道显示,所有的飞行事故中有85%是由于飞行员的误操作。虽然在商业航空领域的事故概率在最近几年有所降低,但总体上看,基本没有什么变化。在个人飞行领域,事故概率在最近十年间上升了20%。

民用航空领域的增强现实应用

通过这些数据,很容易就可以发现飞行员存在问题,不过,还有更多的问题。Richard Collins在其文章《Was it Really Pilot Error – Or Was it Something Else?》中曾经很直接地指出了真正的问题所在–“飞行员们并不是故意犯错的,不过,他们犯错是因为没有更好的解决办法。”

任何一个曾经驾驶过飞机(或者曾经尝试过桌面版的飞行模拟器)的人都会告诉你,飞行并不容易。即使是看一下塞斯纳172飞机的操作说明,就能让一个飞行学员头脑混乱。更不必说那些操作波音737飞机的飞行员了,毕竟这架飞机包含上百个开关和表盘。

飞行员们需要在做出最简单的决定之前,综合考虑大量的信息。这时,错误就可能会失去控制。了解设备信息、地形地势和天气信息并且做出决定,会是非常枯燥但非常快的。作为飞行员,我知道这种情节会可能会有多危险。

这里就需要增强现实了。飞行员出错的原因并不都在于没有获得足够的信息,而是同时呈现太多的信息,可能会导致分析瘫痪。而使用AR应用,那些具有重大意义的信息能够在需要时,以一种直观的方式呈现给飞行员,这样一来他们就可以专注于当前的任务。

将AR应用于飞行中并不是最近才开始的,实际上,它早已投入使用了。今天,每一款四代以上的战斗机都会包含标准的抬头显示器HUD,可以在飞行员面前的一片玻璃上呈现极为重要的导航信息、飞行信息、目标信息以及与任务相关的其他信息。这是为了保证飞行员在空中鏖战时无需低头查看其他设备。第五代战斗机F-35 闪电2更进一步,它在飞行员的头盔中安装了一套完整的AR设备。可以让飞行员获得史无前例的360°态势感知,甚至是视觉穿透能力。

现在,很多技术都开始从军用领域进入到民用市场,像是Aero Glass这样的初创团队正在进军传统的飞行领域。随着硬件价格的下降和可视化技术的进步,AR终于可以在商用飞行领域亮相,并且能够实现姗姗来迟的成就。来自奥迪、宝马和丰田的许多汽车都开始使用HUD,并且可以很容易地给其他汽车找到第三方配件。当然也可以将其应用于飞行系统。

AR如何帮助飞行员

正如过去所说的那样,AR应用于飞行时的首要功能,是根据需要呈现重要信息。今天的AR系统可以360° 3D的可视化展现地形地势、导航、空中交通、设备信息、天气和空域信息,并且是以很容易理解的形式。下面是AR能够帮助飞行员的几种方式。

比如一个飞行员准备好要滑行了。他们的AR头显能够列出一个虚拟的清单,帮助他们做好飞行前的检查。在检查完成之后,头显能够呈现跑道的信息,引导飞行员进入预定跑道。同时飞行员还可以收到其他正在滑行/降落/起飞的飞机发来的警告信息。

同样的,当飞行员准备好要起飞或降落时,AR系统能够呈现一个简单的通道式图层,展示出正确的路线。这是非常有用的,因为起飞和降落是飞行中风险最大的环节。由于飞行员离地面很近,任何的风险都需要快速处置。通过告诉飞行员哪些需要处理,AR系统能够帮飞行员减少疏漏,让起飞和降落更简单,更安全。

最后,AR系统在巡航阶段也是非常有用的。包括水平仪、航点、天气更新、飞行计划、管制区域和地形地势在内地重要信息都能展现出来,以提供完整的态势感知。

显示的这些信息还可以个性化,以配合飞行员的喜好,其中的不同模式也可以启用或关闭。值得注意的是,这一系统需要极高的精确度,以保证正常运行。因为即使是图层间最细小的区别也可能会引起严重的,甚至是致命的后果。

除了飞行,AR还有哪些应用场景

虽然上面提到的AR应用场景是非常明确并且久经考验的,这种技术也展示了其他领域的使用潜力。维修和操作行业(MRO)就是这样一个领域,能够从AR中获益。培训和认定一位技师会是非常贵并且费时的。在美国,最多需要八年的时间,一位技师才能获得完整的资质。主要是由于培训通常是需要亲自上手操作的,并且有时要使用设备也是很困难的。

AR/VR/MR在该领域的价值都是不可估量的。通过创作出真实部件的虚拟形象,技师们可以在安全的环境中进行技能培训,并且在培训次数上不受限。他们可以将手放在虚拟部件上,就像操作真正的部件那样与之互动。基于AR/VR的指导可以降低培训专业人员所需的时间和资金成本,同时让培训过程完全不会遇到危险。

同样的,虽然抬头显示器HUD已经出现在汽车行业,但远远没有突破其潜力。可穿戴的AR系统能够为司机们提供360°的态势感知,就像飞行员们那样,可以让司机们更加安全地驾驶。比如地标建筑、导航信息和潜在的危险等信息能够呈现在司机眼前,这样他们就无需从路上移开视线。

有些人持有这种观点:自动化会是民用和军用航空领域的未来。毫无疑问,自动驾驶和传感器技术正在取得巨大进步,并且也让飞行更加安全了。但是正如人们常说的,技术在任何时候都不可能替代飞行员,虽然他们容易产生误操作。

以1549号航班事件(电影《萨利机长》的原型)为例。这架飞机从纽约飞往北卡罗来纳州夏洛特的时候,刚刚起飞三分钟就遭遇了小鸟的撞击,让两台发动机都出现了故障。在发现无法返航,且无法转向新泽西的帝特波罗机场之后,飞行员决定将飞机迫降到哈德逊河里,并且成功地救下了飞机上所有的155名乘客。现在该事件被誉为“哈德逊河的奇迹”。这场事故告诉人们,人的因素是不能被忽视的,因为机器是无法做出这种决定的。

增强现实应用,比如由Aero Glass开发的这些能够在未来帮助飞行员们避免代价高昂的失误,让他们迅速做出决定,拯救生命。虽然该技术还处在开发阶段,但该技术将带来的安全方面的改善,值得我们的等待。

最初发布于2017年5月16日

原文链接:https://uploadvr.com/ar-aviation-safer-better/

从3D打印到虚拟现实 核反应堆的退役和拆解有了新方案

安全地退役任何一个核反应堆都是一项挑战。那么,你该如何退役一个建于冷战时期,已经有60多年历史的核反应堆呢?这正是萨凡纳河基地(SRS)正在面临的一个难题。这个隶属美国能源部的基地建设于1952年,占地面积达310平方公里,最初是帮助美军生产核武器的,位于美国南卡罗莱纳州的农村。SRS基地中有五个核反应堆,编号分别为R、P、K、L和C,这些核反应堆最初被用来生产钚和氚。当冷战结束后,也不再需要它们的产品,其中有一个直到1992年还能运行。但故事到这里并没有结束,要关闭这些核反应堆是一项大工程,必须要妥善处理,而这,正是美国能源部环境管理办公室的任务。现在他们正在计划退役编号为C的核反应堆。

核反应堆里面有什么?

除了C号反应堆之外,还要同时退役P号和R号反应堆。处理过程包括抽除上百万加仑的水,灌注20万立方码的水泥浆。为了辅助计划的实施,萨凡纳河国家实验室(SRNL)的工程师和设计师们查阅了成千上万的建筑图纸,以绘制该设施的建筑和关键部位。但团队很快意识到,由于这些建筑图纸是在建设时期组织起来的,只是对建设过程的指导,因此很难对核反应堆内部有一个完全的理解。这就意味着没有关于建筑内部结构的“真实图纸”,因为甚至没有一张图纸能够提供任何房间的相关信息。

为了帮助工作人员,提供给他们核反应堆内部结构的感知,SRNL团队开发了建筑结构和关键设施的3D CAD模型和3D打印模型。在完成之后,这些3D打印的模型可以帮助该团队更好地理解建筑内部构造,因为它能够以人类通常处理数据的方式提供一层数据信息,并且是以3D的方式。即使是有多年工作经验的工程师也需要把3D的图纸“翻译”成3D图像。而当信息出现在很多张图纸上时,“翻译”这些数据就变成了一个艰巨的挑战。

3D打印的模型也改善了工作人员的安全状况。工人们每次进入设施内部都会把自己暴露在多种危险下,比如被绊倒的危险,高温以及射线照射等等。而有了这些模型,就可以在核设施之外进行查看,减少了实地考察的次数,并且允许工作人员在进入设施之前更有效地制定计划。

改善退役计划制定流程

SRS通过在退役P号和R号核反应堆时使用3D打印模型,改善了整个流程,因为节省了该团队几个月的计划制定时间。虽然整个过程在时间上依然很紧张,仍然花费了6个月的时间来“翻译”图纸,制作3D打印模型。SRNL团队明白,如果他们能够加速建模过程,将会大幅加快退役核反应堆的进程。

有了退役P号和R号核反应堆的经验,这个团队又探索了新的3D查看方式,那就是VR。SRNL团队知道,在真正的3D环境中体验那些数据–不仅仅是在电脑屏幕上查看3D模型–能够对核反应堆内部有一个更好的理解。通过VR技术,SRNL团队发现这可以让工作人员“进入”设施内部,在真正的3D环境中查看,并且无需暴露在真实设施的危险环境中。

C号核反应堆的设计与P号和R号有着显著的不同,当退役C号核反应堆的计划开始时,SRNL的研发部门工程团队决定使用激光扫描技术来创建该反应堆的VR模型。使用激光扫描,不仅加速了建模过程,相比在创建P号和R号反应堆模型时,收集到了更多的数据。比如,P号和R号的模型仅仅包括建筑和结构和主要设施,而对C号反应堆的扫描则包括了建筑结构,全部设施,管道,甚至还有标识,在激光扫描图像上叠加了彩色的图像。这些标识是很重要的,因为它们通常列出了设备的数量,电路信息和管道数据。这些数据也很重要,它能够让工作人员更好地理解核反应堆内部的设备。而CAD和3D打印的模型则缺乏这一层面的细节信息。

截至目前,SRNL团队已经完成了C号反应堆地下部分的200多次扫描,并且已经组合成了一个VR环境,能够被制定退役计划的工作人员查看。

除了计划 VR能提供更实用的信息

之所以要制作P号和R号反应堆的3D CAD模型,是专门为了灌注水泥浆,以稳定反应堆内部的核污染物。而当有好的建筑CAD模型的消息传出之后,很多其他的团队也请求使用这些数据。在某些情况下,CAD模型能够提供他们所需要的细节信息,但是有些无法提供。随着扫描收集到的信息越来越多,最终的VR模型将会有更多的用处。

比如,当计划工作完成之后,真正的退役拆除工作开始时,VR模型可以帮助工人在进入核反应堆之前做好准备。使用VR技术,管理人员能够向团队展示任务内容,以及在核反应堆内存在的危险。目前,准备工作在设施外进行时,通常都需要“翻译”2D图像。而通过使用更简洁的VR手段,可以让工作人员在安全的环境下看到工作内容和其中的危险,最小化暴露在危险环境中的时间。

最初发布于2017年6月6日

原文链接:https://www.rdmag.com/article/2017/06/virtual-reality-decommissioning-nuclear-reactors

[梳理]一心为了上战场 深扒美国陆军对增强现实的探索历程

在上周于华盛顿州五角大楼举行的Pentagon Lab Day期间,美国陆军的电子通信研究、开发和工程中心(CERDEC)和陆军研究实验室(ARL)展示了一款全新的原型设备,该设备使用可以使用来自第一人称射击游戏的技术,用增强现实抬头显示器来帮助士兵接入传感器和其他数据。

该技术名为“战术增强现实”(TAR),是美国陆军对利用网络将士兵进行连接的最新革新,可以给予士兵们在战场上的“态势感知”。比如他们所处的位置,友军的位置,敌人的位置,以及所有执行任务所需的信息,所有这些都融入到战术通信过程中。在过去的这几年,CEREDC、ARL和美国国防部高级研究计划局(DARPA)一直在开发核心技术,以使增强现实能够应用于战场,并且还开发一个名为抬头导航、跟踪和报告(HUNTR)系统的平台。

虽然HUNTR还相对较新,却是基于最近三十年间美国陆军对步兵的数字强化的研究成果。直到最近,这些研究成果已经达到了可穿戴计算技术的极限,虽然技术已经趋于成熟,但真正应用到战场上,或许还需要几年时间。

回到未来

从上世纪80年代开始,美国陆军就一直在尝试把某些东西放在士兵眼前。首先是“陆地勇士”(Land Warrior)计划,或者用更正式的称呼:陆地勇士综合作战系统。该系统在1989年首次进行了技术演示,当时名叫“士兵综合防护套装”(SIPE),这一系统展示了增强的传感器和通信系统能够显著提升小型步兵单元的战斗能力。

陆地勇士背后的概念本应在接下来的时间里多次尝试和完善,但直到2000年,这一系统也没有成为真正的采购项目。这时,该系统又变成了美国陆军庞大的未来战斗系统计划的一部分。当陆地勇士系统作为一个较成熟的系统,由美国陆军授予雷声公司继续研发时,其计划中的系统包括一个综合的计算机系统,作为士兵装备的一部分,另外还有头戴式显示器。头戴式显示器用显示通信和导航的数据信息,并且可以观看到士兵手上的“武器子系统”(M16突击步枪或M4卡宾枪)上安装的热成像系统影像。

陆地勇士系统的电脑集成了GPS和无线电信号,允许(理论上允许)指挥官来试试跟踪部队的方位。但是陆地勇士系统本身并不包含抬头显示器,抬头显示器可以在二维地图上展示位置,允许士兵在拐角处用武器瞄准。但是陆地勇士系统不会在士兵周围叠加信息,并且还存在一些显著的问题,最明显的问题在于增加的重量,其中包括电池,电脑,无线电和士兵头部安装的显示屏。

对于一个步兵来说,完整的战斗装备本身就已经接近80磅(约合36.3千克)。陆地勇士的完整装备还会为士兵增加40磅的负荷(约合20.4千克,包括电脑和包含抬头显示器的头盔,以及数码瞄准镜,无线电和电池)。对于那些从未体验过的人来说,在战场上背着重达120磅(约合54.4千克)的装备,就相当于使劲扛着希拉里克林顿那已经退休的邮件服务器,同时在拉斯维加斯大道上慢跑。根据对那些使用过此装备的士兵的回访,这些“服务器”的战斗力也基本与希拉里的邮件服务器相当。

只有一个版本的陆地勇士系统曾经登上过战场:与Stryker装甲车协同的那次战斗是为了配合Stryker步兵战车所搭载的系统。该系统跟随第九步兵团第四步兵营进入了伊拉克战场。Stryker步兵战车的配置降低了陆地勇士系统装备的重量,因为士兵们可以把多余的电池留在装甲车里。这些装备也与Stryker机械化步兵单元一同部署。

颇具讽刺意味的是,整个陆地勇士系统在2007年被取消了,因为造价实在太高,单兵装备的花费就超过85000美元。于是该项目被缩减,并且重启,变成了地面士兵系统(GSS)。但是为了满足部队快速列装的需要,GSS又变成了奈特勇士系统(Nett Warrior,为了纪念二战期间荣誉勋章获得者Colonel Robert B. Nett)。为了更快(并且更便宜)地满足需求,美国陆军不再采用头戴式单片眼镜,而换成了挂在胸前的安卓设备,使用现有的硬件组件来达成几乎是同样的目标,除了士兵们现在必须低头查看自己的手机。

奈特勇士系统的改进

但是,奈特勇士系统给美国陆军提供了一个通用平台,可以基于该平台开发应用。就像是谷歌眼镜这样的增强现实设备这样,又像微软的《Halo》即将变成现实一般。奈特勇士系统中“终端用户设备”(EUD)基于安卓的操作系统可以让军方使用现有的常见的网络接口,并且这对于开发可穿戴计算应用来说,也是一个理想的开发平台。

再来看以前的陆地勇士系统,美国陆军对于战术增强现实TAR的期许,是要将其作为一个增强的导航,友军跟踪,信息共享和武器瞄准功能的集合。但是他们并没有为其配备单片眼镜,来展示类似仪表盘的信息,士兵们希望这些数据能够直接投射在视野之内,并且能够与周边的地形地势无缝结合。

根据在2015年10月的一场行业会议上由CERDEC所做的演示,最近两年间开发的HUNTR系统使用了一个安卓版的软件包接口,名为ARC4。ARC是由应用研究联合公司开发的,也曾用于早期的DAPRA增强现实项目,当时名为Ultra-Vis。由ARC生成的数据不仅可以呈现在夜视增强设备上,还可以显示在多种现有的头戴式透明显示器上。

该软件使用了GPS信息,头盔上的摄像头信息以及惯性传感器来为士兵的视野“注册地理信息”。这就可以使用标志来标注路径点,感兴趣的点,以及友军的位置,这些信息可以投射在士兵所看到的画面上,当然还会由导航罗盘,展示那些不在视野内的物体的方向。此外,地形地势的3D模型也可以叠加在真实世界上,以辅助导航。这些信息和其他所需的资源可以从奈特勇士的设备中获取到,并且由指挥中心分发到每个士兵。

显示屏技术的进展

战术增强现实TAR还有一个主要的问题,那就是现有的显示技术无法满足战场使用的需要。相对而言,要把增强现实数据投射到夜视设备上是很简单的,但是,即使是增强现实的日常使用,也因为透明显示屏相对较小的视场角和较低的对比度,变得很困难。

即使是微软HoloLens相对大一些的视场角,对于战术应用来说也是不够的。并且大多数的显示屏无法生成足够高的亮度,在光线强烈的沙漠或冬天的户外是无法观看的,就像上面CERDEC所演示的幻灯片中呈现的那样。因此,ARL和CERDEC必须和供应商们密切合作,来开发自己的产品。

早期的TAR显示屏使用黑白或者绿屏投射,来保持足够的对比度,以使画面可见。常用的彩色显示屏(对角长大概一英寸)不能提供足够的分辨率,但是在Lab Days期间展示的TAR显示屏有着相当高的对比度。这个原型产品甚至可以让彩色图像叠加在最明亮的背景上。

同时,应用研究联合公司也在为其软件寻求商业和消费级应用场景,无论是物流行业,还是AR游戏,抑或社交媒介。所以,在美国陆军将增强现实技术推向战场时,我们或许也能够看到数据在眼前跳动。

最初发布于2017年5月27日

原文链接:https://arstechnica.com/information-technology/2017/05/heads-up-augmented-reality-prepares-for-the-battlefield/