Imerzní technologie v průmyslové praxi

1. Přínosy využití virtuální a rozšířené reality v průmyslové praxi

Oproti konvenčním metodám má VR své výhody nejen v rámci inovace podnikových procesů, ale také pro vědecké zkoumání obecně:

Vytváří standardizované prostředí – pokud chceme replikovat dílčí pokus ve skutečné realitě, není pravděpodobné, že se toto povede se stejným nastavením prostředí. Pro každý experiment jsou samozřejmě tyto faktory různé (odlišné světlo, jiný pohyb osob, odlišné faktory náhodného rušení atd.) Ve virtuální realitě bude modelována realita stále stejná v rámci všech experimentů.

Vytváří iluzi (zatím) neexistujícího prostředí – virtuální svět může být samozřejmě digitálním dvojčetem existujícího prostředí, ale může to být i prostředí neexistující, např. produkt, ke kterému jsou k dispozici jen CAD data, nová linka atp. Iluze VR samozřejmě velmi pružně reaguje na změny ve zdrojových modelech.

Vytváří iluzi těžko dostupného prostředí – nejen neexistující prostředí, ale i to existující může být těžko dostupné – vesmírná stanice, reaktor v Severní nebo Jižní Koreji atp. V podnikové praxi se setkáváme často s iluzí prostředí v jiné části světa nebo např. model prostředí výroby, kde jsou obtížné podmínky (např. lakovna s 24hodinovým automatizovaným provozem)

Replikovatelnost experimentu – To souvisí s předchozími body. Každý experiment je možné dokola opakovat.  Tak například automobilky testují jízdu v prototypu automobilu ve specifických podmínkách – v sedm hodin ráno s proti sluncem na rušné komunikaci v rámci daného scénáře. Obecně je tedy možné opakovat se stejnými podmínkami výcvik ve VR.

Zaznamenání – Vše, co se děje ve VR lze nahrát a zaznamenat, a to nejen na videozáznam. Lze pořizovat záznamy souřadnic pozice hlavy, rukou, prstů či pozice speciálních markerů uživatele. Tyto markery mohou být umístěny např. i na testovaných produktech (golfová hůl, pistole, volant atd.). Celý tento záznam je naprosto věrný. To opět má veliký význam pro vědeckou identifikaci a průkaznost daného experimentu, nehledě na snadné a průkazné ověření experimentu jiným subjektem.

Možnost zpracování dat – Dílčí výsledky lze paralelně zpracovávat v reálném čase. Derivované závěry lze tedy také obdržet v reálném řase.

Atraktivita – VR má stále „punc novosti“, její využívání je pro technický zdatné uživatele zajímavé a přitažlivé. Tento pocit umocňují i současné popkulturní produkty.

Ekonomičnost – ověření na virtuálních datech bývá levnější: odpadá nutnost přípravy nákladných prototypů, není nutné zastavovat linku kvůli tréninku atp.

Výše uvedené samozřejmě platí i pro rozšířenou realitu, a to s jediným rozdílem: Prostředí samozřejmě v tomto případě není iluzorní, ale skutečné s prvky digitálními, nelze tedy hovořit vytváření nového prostředí.

2. Gartnerova křivka

Na tomto místě diskutujme aktuální význam imerzních technologií, tj. virtuální reality, rozšířené reality a rozšířené virtuality. Prestižní americká prognostická agentura Gartner, která byla již zmíněna v úvodu, se zabývá mimo jiné hodnocením významnosti nových (tzv. disruptive) a vyvíjejících se (emerging) technologií pro trh (potažmo průmysl). Životní cyklus těchto nových technologií je definován tzv. Gartnerovou křivkou (Gartner Hype Curve). Tato křivka sleduje, jak se vyvíjejí očekávání z nových technologií s časem.  Typicky každá nová technologie sleduje stejnou cestu (viz Obr. 1):

1.       Innovation Trigger (start technologie) - Technologie je vynalézána nebo vynalezena

2.       Peak of Inflated Expectation (vrchol očekávání) – Každý je „natěšený“ (hyped) z nové technologie. Často se jedná o přehnaná očekávání

3.       Trought of Dissilusionment (deziluze) – Po počátečním entuziasmu dochází ke zjištění, že technologie nemůže vyřešit všechny problémy, které se předpokládalo, že bude řešit

4.       Slope of Enlightenment (návrat k realitě) – Jak na horské dráze: dochází ke zjištění, že technologie je opravdu užitečná a začíná se užívat na „správný“ účel

5.       Plateu of Productivity (produktivita) – Technologie je zralá. Je využívána na řešení skutečných problémů. V tomto případě to znamená, že technologii využívá 20-30 procent ze skupiny cílových subjektů

^{Obr. 1 Gartenrova křivka – vysvětlení [Zdroj: https://www.systemonline.cz/zpravy/nova-hype-krivka-gartneru-odhaluje-pet-novych-technologickych-trendu-z.htm (cit. 7.4.2019)]}

V rámci této grafické vizualizace je také naznačen odhad, kdy bude u každé technologie dosaženo fáze poslední – produktivity (to reprezentuje graficky ikona barevného kolečka nebo trojúhelníku, ty uvidíme v následující kapitole).

3. Imerzní technologie na Gartnerově křivce

Tato kapitola ukazuje vývoj VR a AR na Gartnerově křivce v období 2017-2018. Novější data budou prezentována na přednášce.

Pokud srovnáme Hype křivku z roku 2018 (viz Obr. 1) a srovnáme ji s křivkou z roku 2017, zjistíme několik zajímavostí ve vztahu k této práci:

·         Virtuální realita zmizela

·         Rozšířená realita zůstala na svém místě

·         Přibyla smíšená realita (ve fázi propadu)

^{Obr. 2.11 Gartner Hype Cycle publikovaná v roce 2018 [Upraveno dle: https://www.smartinsights.com/managing-digital-marketing/managing-marketing-technology/gartner-hype-cycle-2018-most-emerging-technologies-are-5-10-years-away/ (cit. 7.4.2019)]}

Již dva roky se tedy technologie AR nachází ve fázi deziluze. Do technologie se tedy investovalo a jeví, že ne všechny projekty byly úspěšně. Hlavním úkolem je tedy říci, které aplikace jsou relevantní.

Virtuální realita zmizela. Citujme z výroční zprávy společnosti Gartner: „Virtuální realita se velmi rychle přibližuje k fázi zralosti, což ji vyřazuje z kategorie vyvíjejících se technologií s profilem inovace“. Jedna z největších společností pro analýzu trhu tedy věří, že VR není již vyvíjející se technologie, ale technologie, která se již využívá. VR má celou řadu nasazených a ověřených aplikací, které společnosti již běžně využívají. Tak například se například v reportáži ze Škoda Auto a.s. nalezneme tvrzení, že „VR brýle jsou u nás běžné jako počítačová myš“ a „pokud chce zaměstnanec vlastní VR headset, leží mu na stole do dvou hodin“.

Naproti tomu je zřejmé, že samotná technologie ještě „neřekla poslední slovo“, jak je vidět z přítomnosti smíšené reality v nové verzi Hype křivky. Smíšená realita, jak již bylo ukázáno, může v sobě jisté prvky VR zahrnovat. V obdobné pozici je v současnosti v rozšířená realita. Obě tyto technologie předpokládají dosažení fáze zralosti 5-10 let.

AR se objevuje poprvé na Gartnerově křivce v roce 2008. Klíčové slovo VR se objeví sice poprvé až v roce 2013, a to ihned ve fázi deziluze, avšak předtím lze pozorovat, že je skryté pod jinými technologiemi: virtuální světy, gamifikace atp. Jaké jsou tedy důvody, že start těchto nových technologií trvá tak dlouho?

Zdroje:

GARTNER INC. Gartner Hype Cycle. Gartner [online]. 2018. Dostupné z: doi:10.1016/j.accinf.2008.09.001

20 let virtuální reality ve Škoda Auto, https://www.info.cz/cesko/reportaz-20-let-virtualni-reality-ve-skoda-auto-vr-bryle-jsou-u-nas-bezne-jako-pocitacova-mys-35904.html.

4. Problémy imerzních technologií

V tento okamžik jsou sice na jednu stranu imerzní technologie (VR, AR, MR) na vzestupu, na druhou sice společnosti více či méně s nimi experimentují, ale stále nelze mluvit o jejich plném zapojení. Běžní spotřebitelé jsou sice fascinování novými technologiemi, avšak nechtějí investovat do nákladných náhlavních displejů (HMD – viz dále) dokud nebudou nabízet více. To by se však do několika let mělo změnit. Aby se dodrželo kroku se zájmem spotřebitelů, musíme zvládnout překonat následující 3 výzvy:

Výzva č.1: Design 3D obsahu a rozhraní

Zatím největším nepřítelem masového nasazení imerzních technologií je nedostatek dobrého a standardizovaného „contentu“ – obsahu (toto tvrzení, dle zkušeností autora, potvrzuje i celá řada odborníků z České republiky). Existuje jen velice málo jednoduchých a snadno dostupných aplikací pro bussiness účely. Samozřejmě „velké společnosti“ jako např. Siemens, Dassault Systéme, ESI Group atp. integrují do svých řešení i varianty nebo rozšířené možnosti pro imerzní technologie. Tato softwarová řešení však bývají velmi drahá (někdy i v řádu deseti miliónů korun) a často využitelná jen pro dílčí segment společností (např. automotive). I když je cílová společnost již vlastníkem licence softwarového produktu, je nutné rozšíření draze dokupovat. Ač již počáteční nedůvěra obecně odpadla, stále je možno pozorovat strach před změnou často bez možnosti „try before buy“ (vyzkoušet před nákupem).

Vytvořit 3D obsah je poměrně náročné a drahé. V současné době existuje na světě jen velmi málo zkušených vývojářů, kteří mohou ten obsah vytvářet. Limitně „dokonalý“ obsah (skoro až obdobný fikci z popkulturního snímku Ready Player One) by předpokládal, že si pracovník doma nasadí náhlavní displej a ocitne se v práci. Pomiňme všechny sociální a etické překážky: technologicky se stále jedná o problém. A to nejen v rámci obsahu, ale i v rámci dané technologie. Stále ještě není možné užívat taková zařízení na celodenní bázi širší skupinou populace, tak, aby se neprojevovaly symptomy cybersickness – nemoci z virtuální reality: napětí v očích, závratě, bolesti hlavy, atd. (více symptomů viz. Simulator Sickness Questionnaire z roku 1993)

Výzva č.2: Chybí dva důležité technologické elementy pro masové nasazení

Ačkoliv jsou běžným spotřebitelům již delší dobu k dispozici technologie jako HTC Vive, Oculus Rift, Playstation VR, atp., stále se ještě imerzní technologie nepohnuly z tržní niky (segmentu trhu), aby bylo možno přesunout se do mainstreamu, bude potřeba zvládnout dva aspekty: pohodlí a ovládání.

Pohodlí znamená dostupnost a přístup. Dostupnost znamená, že musí existovat celá řada možností, zatímco přístupnost je spojena s náklady a funkcionalitou.

Hardware (a veškerá další technologie) by tedy měla být snadná k užívání. To je stále problém: Spuštění systému současného high-end náhlavního displeje HTC Vive Pro např. zahrnuje:

·         Nalezení vhodného prostoru

·         Zapojení senzorů (několik metrů od sebe, napájení je nutné)

·         Zapojení zařízení (2 vstupy do počítače) a kontrolérů (hardwarových ovladačů)

·         Zapnutí všech senzorů a zařízení

·         Instalaci ovladačů a obslužného softwaru (je nutné mít nainstalovanou i distribuční službu Steam)

·         Kalibraci zařízení (je možné provést jen jednou), včetně manuálního označení překážek

Od tohoto okamžiku je možné zařízení využívat. Avšak i v tomto případě často „vypadnou“ např. senzory nebo hardwarové ovladače. Toto má stále hodně daleko od „easy-to-use“ konceptu.

Předpokladem je že jak problém dostupnosti, přístupu i jednoduchosti budou do budoucna řešet mobilní AR/VR/MR řešení postavená na chytrých telefonech.

Ovládání je dalším problémem. Limitním „řešením“ volného pohybu je Holopaluba z popkulturního seriálu Star Trek. Dnes je nejčastěji VR realizováno pomocí náhlavního displeje v kombinaci s kontroléry. V rámci tohoto řešení (popř. řešení CAVE) je definován jen omezený trackovací prostor. Neexistuje zatím žádné komerční (snadno dostupné řešení) pro obsáhnutí volného pohybu. Ač se kvalita některých haptických pomůcek za posledních několik let radikálně zlepšila (např. rukavice), stále chybí obsah (a to opět souvisí s problémem standardizace – tentokrát komunikačních protokolů pro haptická zařízení).

Výzva č.3: Konkurence v rámci chytrých telefonů

Vzhledem k masové dostupnosti chytrých mobilních telefonů a toho, že vývojáři tento segment dobře znají, lze očekávat (a současnosti již pozorujeme) masivní využívání mobilních telefonů v rámci AR. Do budoucna však lze očekávat, že to nebude stačit: zážitek z využívání AR umocní využívání zařízení, kde bude možné mít volné ruce. Agentura Gartner predikuje masivní příchod nových využitelných technologií see-throught brýlí po roce 2021.

Zdroje:

3 Reasons Why VR and AR Are Slow to Take Off, https://www.gartner.com/smarterwithgartner/3-reasons-why-vr-and-ar-are-slow-to-take-off/ [online]. 2018. Dostupné z: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/3-reasons-why-vr-and-ar-are-slow-to-take-off/

KENNEDY, Robert S., Norman E. LANE, Kevin S. BERBAUM a Michael G. LILIENTHAL. Simulator Sickness Questionnaire: An Enhanced Method for Quantifying Simulator Sickness. The International Journal of Aviation Psychology [online]. 1993. ISSN 15327108. Dostupné z: doi:10.1207/s15327108ijap0303_3