RSS
Новости
13 февраля 2011, 15:21
Как реальность становится виртуальной
Навигационная система, в которой улицы изображены в реальном виде, но со стрелками направления: это Google.

Автомобили компании с установленными камерами снимают наши города, передают изображение улиц и информацию через Интернет на мобильные телефоны, создавая смесь реального и виртуального миров, которое переносит нас в реальном времени в совершенно новое информационно-коммуникационное пространство. Концерн, начинавший свою деятельность как обычный поисковик, хочет стать настоящим спутником нашей жизни. Конкуренты пытаются не отставать и предлагают аналогичные функции.

Если мы хотим отправиться в путешествие с Google, начать можно с Google Earth. Здесь все реально - по крайней мере, почти все. Важная информация, например, канатные дороги на горнолыжном курорте, уже занесена. Для развлечения можно протестировать олимпийскую трассу - Google ее уже сохранил. Но все это нужно только для того, чтобы выбрать направление движения. Заранее собирать сведения о цели путешествия больше не требуется.

Мобильный как умный гид. После прибытия наступает время мобильного телефона. Благодаря камере и точной навигации он превращается в гида, который знает практически все. Просто направьте камеру на историческое здание, дерево, гору, и из телефона посыплется информация. Так же просто можно найти ближайший ресторан. Можно разыскать живущих поблизости друзей или знакомых, которые как раз общаются в Twitter неподалёку. Наше реальное окружение все больше становится виртуальным.

Но это справедливо не только для окружения. На производстве, в офисе, в медицине реальный и виртуальный миры все глубже проникают друг в друга. Пока еще существует различие между включением в реальность цифровой информации - так называемой "расширенной реальностью" (Augmented Reality) - и использованием изображений в реальном времени в виртуальной среде -"расширенной виртуальностью" (Augmented Virtually). Но продлится это недолго. Уже сейчас ученые работают над массой смешанных вариантов.

Пример из области производства слуховых аппаратов. Только один пример из сферы промышленного производства - виртуальный процесс производства слуховых аппаратов Siemens для вживления во внутреннее ухо, который проходит тестирование в Шанхае. По скану снимка внутреннего уха пациента из США в Китае с помощью компьютера строится его виртуальная объемная модель, которая затем в США воплощается в реальную форму для производства. Процесс производства становится полностью автоматизированным. Другая программа позволяет по реальной форме подобрать оптимальное расположение мельчайших компонентов слухового аппарата.

Реальный и виртуальный миры используются не только для производства мельчайших изделий, -сочетания "расширенной реальности" и "расширенной виртуальности" применяются для строительства, испытаний, ремонта и обслуживания электростанций или гигантских роторных экскаваторов. Моделирование применяется везде. Современное промышленное производство начинается с проекта и тестирования изделий или производственных линий, а также с пробного выпуска в виртуальном мире. Такой подход помогает сэкономить время и деньги на запуск производства.

Если проект изделия, установки или здания был разработан не на компьютере, создать его модель сложно. Сначала нужно свести воедино из разных источников всю информацию, необходимую для создания модели. На ее основании инженер создаёт модель вручную, расходуя много времени и сил. Но разработчики Siemens уже сегодня думают о будущем моделирования. Нужно создать технологии, способные самостоятельно находить все данные, необходимые для создания модели, и сводить их воедино. Для документирования виртуальных трёхмерных моделей уже используются нетекстовые документы, а трёхмерные pdf-файлы, что позволяет обойтись без большого количества переводов и, следовательно, опасного недопонимания. При создании виртуальных моделей больших установок возникает еще одна сложность, связанная с тем, что над такими проектами работает большое количество партнёров, которые зачастую не могут скрупулёзно разработать CAD-модель. Поэтому они создают все новые технические чертежи, а реальная установка в итоге может значительно отличается от цифровой модели.

С фотографиями в виртуальность. Чтобы найти различия между реальной установкой и CAD-проектом, исправить цифровую модель и использовать ее в течение всего срока службы установки, Siemens совместно с Мюнхенским техническим университетом разработали программу, которая может включать цифровые фотографии отдельных помещений в CAD-модели зданий. Благодаря этому можно выявить различия с точностью до сантиметра. Если регулярно делать такие сравнения на этапе строительства, то с помощью новой технологии можно на ранней стадии выявлять ошибки, которые могут дорого обойтись в дальнейшем, и обеспечить полное документирование строительства. В качестве географических опорных точек используются анкерные плиты - массивные стальные усиления стен, на которые опираются тяжёлые конструкции. До тех пор, пока часть плиты видна на фотографии, программа распознаёт помещение и угол обзора и накладывает на фотографию соответствующий CAD-чертёж с идеальной точностью.

Изображение в реальном времени в виртуальной модели. Если CAD-модель здания подтвердила свою точность, ее можно дополнить динамическими изображениями в реальном времени. Эту технологию можно использовать в различных целях. Например, из-за изменения правил пожарной безопасности может потребоваться прокладка путей эвакуации. Вместо того, чтобы обходить все здание управляющий имеет возможность осмотреть его виртуально, причем в процессе виртуального перемещения изображения путей эвакуации, поступающие с видеокамер в реальном времени, будут накладываться на CAD-чертежи. Управляющий в этом случае получит точные сведения о возможных препятствиях, огнетушителях, табличках и освещении. Более того, даже виртуальная экскурсия может оказаться излишней: все можно задокументировать и автоматически. Виртуальные копии реальных зданий могут также упростить и удешевить техническое обслуживание и обучение.

Расширенная реальность. Возможен следующий сценарий: техник должен отремонтировать ветряную турбину. Он обращается за помощью к специалисту, находящемуся на большом расстоянии. Тот может "подняться" на виртуальную копию турбины на сайте электростанции. Благодаря миниатюрной камере на каске техника реальное изображение накладывается на виртуальное. Специалист может курсором указывать технику на определённые места, а тот будет видеть эти указания благодаря очкам, изготовленным по технологии "расширенной реальности".

Но в будущем речь будет идти не об отдельных компонентах объектов, а об их функциях и взаимодействии. В виртуальные модели газовых турбин и автомобилей, самолётов и небоскрёбов можно будет включать сведения о тепловом потоке и его динамике, излучении, усталости материала и электромагнитных свойствах. Виртуальные изделия можно будет согласовывать между собой.

Виртуальный человек. Все больший интерес привлекает и человеческое тело. В будущем его можно будет полностью воссоздать на компьютере вплоть до клеточной и даже генетической структуры. Siemens работает над тем, чтобы на компьютере создать модель человеческого сердца, полностью соответствующую реальному сердцу конкретного человека сточки зрения морфологии, динамики, электромеханики, ткани и каналов ионов. В этом случае воздействие медикаментов можно будет проверить на своём аватаре. Как и для пилотов, виртуальный мир станет самой надёжной тренировочной площадкой хирургов. Редкие экстренные случаи можно будет проработать с большой тщательностью.

В качестве послушных объектов исследования используются аватары; в виртуальном мире они выполняют важные функции. ViviConf, программа, в реальном времени удаляющая фон, на котором находится каждый участник, и помещающая всех в одно виртуальное помещение, создаёт иллюзию присутствия. В будущем эту технологию должны использовать технические специалисты для совместного создания моделей; при этом будут применяться гаптические перчатки, чтобы виртуальный мир можно было и осязать. Тогда заказчика можно будет пригласить на виртуальную фабрику, которую он сможет услышать, почувствовать и понять.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

По материалам: siemens
ELEKTROVESTI.NET экономят ваше время
Подпишитесь на важные новости энергетики!