通过VR/AR设备实现机器与人之间的交互

“2019世界VR产业大会”盘点

抢占VR产业技术创新高地

云计算和大数据国家重点专项虚拟现实与人机交互专题分论坛现场

“以数字技术和生命科学为代表的新一轮科技革命和产业变革日新月异，VR是其中最为活跃的前沿领域之一，呈现出技术发展协同性强、产品应用范围广、产业发展潜力大的鲜明特点。”中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤在10月19日开幕的2019世界VR产业大会上发表讲话时说。

VR技术就是扩展现实，是由穿戴设备环境和人机交互，使虚拟现实增加现实和混合现实产生。2019世界VR产业大会期间，云计算和大数据国家重点专项虚拟现实与人机交互专题分论坛、全球XR技术分论坛等技术分论坛为有关方面的专家学者提供了交流的场所，从不同领域探讨VR相关技术的发展现状与趋势。

人机交互领域已取得多项进展

据了解，举办虚拟现实与人机交互专题分论坛，就是希望突破以人为中心的人、机、境融合的理论方法和关键技术，研制相关设备、工具和平台，建立示范应用。“今天，人机交互发生了很大变化，从桌面到手上到穿戴到潜入人们生活中各个日常的设备和工具，以及家居上。”分论坛上，清华大学教授、长江学者史元春介绍了其所负责的人机交互项目，就是为正在发展的，比如穿戴设备、手持设备、智能空间、AR、VR装备、机器人等新的机器与人之间的交互，来进行基本原理的研究。

在场的东南大学教授、国家杰出青年科学基金获得者宋爱国，在国家重点研发计划项目的支持下，主要是在云端融合的自然交互新方法、新技术、新装置、新界面等共性问题上做了深入研究，同时在小型化触觉反馈、三维书控模式的视觉交互、基于微纳光纤的高精度角度测量等也取得了一些进展。

中国科学技术大学教授、国家杰出青年基金获得者吴枫的团队，在关键技术理论取得了突破，包括语音的识别和合成，“在多语音的场景下，语音分辨方法获得最好的性能，来识别感兴趣或者对话的内容。提出了新的模型，性能也有很大的提高。”

VR和XR典型创新的应用技术

3D视觉交互系统则取决于虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）的发展，这些技术统称为“扩展现实”（XR）。XR技术有情感感知，感觉带领，自然交融和编辑现实，为用户带来全新的体验模式。扩展现实，将是创造人类未来舒适融合的新世界模式，尤其强调着扩展现实中人类的自由活动，XR技术的教养零售、医疗健康等领域，构成了下一个应用平台，被称为未来交互的形态。在未来将带来万亿级的机会。澳大利亚知名企业家杨栋表示，XR核心技术是VIO核心技术，它本质上是能够让设备去跟踪位置、环境。

俄罗斯工程院外籍院士、国际制造工程师学会院士、兼任英国大学、香港大学新加坡国立大学、奥克兰大学等大学的客座教授周祖德的主题则是数字孪生，它是VR和XR典型创新的应用。“数字孪生的表达，首先将一个实体数字化，形成一个实体在外表内部产生虚拟的数字产品，然后因为虚拟空间的关联，然后再通过软件实现以实驱虚，以虚控实的概念，这样达到空间生产线和制造等等。”

“目前孪生在11个领域都有应用，包括航天、建筑、医疗、科学等等，我们团队在思考，如何把孪生的先进技术服务于更多的行业，如何和IT的技术进行融合，在学校进行发展。”青年长江学者、万人计划领军人才、北京航空航天大学教授、博士生导师陶飞同样说起数字孪生技术，“基于这样的思考，我们团队主要对数字孪生，扩展数据和服务提出数字孪生的模型。”

VR技术主要存在的技术瓶颈

北京理工大学教授、光电信息技术与颜色工程研究所所长刘越分享了近些年来VR技术主要存在的技术瓶颈，同时，这也是他所在实验室研究的方向：在显示方面，目前都是通过头盔来呈现虚实融合信息，头盔相对来说比较笨拙，市场接受率低、分辨率也比较低，对用户来说远没有直接观看真实世界那么自然；从交互来说，目前包括索尼的头盔，都要采用手柄等一些外接的装置，与我们日常生活中采用左手进行交互有比较大的区别；在软件方面，目前采用纯软件进行用户定位，会带来比较大的问题；采用硬件辅助，在一定程度上弥补纯软件的问题，但是又带来系统造价高度、笨重等一些不足；在应用系统开发方面，目前的专用软件门槛很高，使得目前市场开发人员极缺，也急需要研发类似PPP，让普通的用户也能上手。

“现在显示技术的发展非常迅速，但是在一定程度上，交互技术是略为滞后于显示技术的发展。”刘越如此说道，“随着交互技术的发展，目前已经从传统的键盘鼠标到触屏，然后到触控桌界面，未来非常可能通过无缝的脑机接口，来实现人机交互。目前有一个非常热的词，就是AI，我们相信通过将AI，也就是人工智能引入，然后借助于5G强大的系统，为人工智能将提供更自然的接口。”