• 机器人进入安防市场会有什么样的景象

    机器人进入安防市场会有什么样的景象

    从1920年捷克作家雷尔·恰佩克的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中的“robot”一词开始,机器人就从单纯的文字变成了现实。 在现实生活中,以服务机器人为代表的机器人穿梭在人类世界的各个角落里,逐渐成为人类生活中不可缺少的部分。但也正因为诞生于科幻小说之中,人们对机器人一直充满着幻想,从工业机器人到扫地机器人,再到教育机器人和快递机器人,人类的双手正在扶持一个新行业的诞生——安防机器人。 从安防机器人谈起 安防机器人又称安保机器人,是机器人行业的一个细分领域之一。 和其它服务机器人类似,安防机器人内置摄像头,GPS技术,机器视觉和语音交互等人工智能技术。但光从称呼出发,我们就能了解安防机器人与服务机器人大不相同。 不同于其它服务机器人的工作理念,安防机器人旨在在人类完全控制下协助人类完成安全防护工作,被广泛用来解决安全隐患、巡逻监控及灾情预警等,出没在险情发生前、中、后期的第一现场。 而按照服务类型的不同,安防机器人又分为安保服务机器人和安保巡逻机器人,前者用于非工业区域,广泛应用于银行、商业中心、社区、政务中心等场所;后者则用于执行各种智能保安服务任务,广泛应用到电力巡逻、工厂巡逻等领域,适用于机场、仓库、园区、危化企业等场所。 我国首个安防机器人出现于2015年,由中智科创机器人开发。该机器人集高清摄像头、红外热成像、视觉激光导航、环境传感器、警灯装置于一身,具备国内最先进的自主导航技术、自主执行任务、24小时全方位音视频监控、异常情况自动报警等多种功能。据统计,一个安保巡逻机器人可以抵上2.4个安保人员执行巡逻任务。 而在人工智能技术的加持下,人脸识别、语音交互等多项AI技术也丰富了安防机器人的功能与应用场景,有望让其成为事前预警、事中报警和事后最终的有力助手,造福城市公共安全。 这听起来是件很棒的事情,但换个角度想想。如果说服务机器人源自人类对生活舒适感的追求,那安保机器人的出现是否体现了人类的焦虑和不安,换句话说,人们的安全感正在逐渐丧失。 谁也不知道这是好事还是坏事。 机器人进入安防市场,底气何在? 随着政府部门的大力支持,仅在2018年上半场,安防机器人家族迎来了不少新成员:2月7日,20台机器人警察亮相深圳北站,助力春运安保; 5月22日,克路德发布五款机器人新品,其中一款就是安防机器人; 7月6日,京东第二代巡检机器人正式在北京“亚洲一号”投入使用; 7月初,人工智能公司深兰科技推出了一款能抓小偷的安防机器人 “瓦力巡警机器人”;此外,沈阳禄禧机器人的安防巡检机器人也将于10月1日上市; 等等! 但是,安防市场为什么就选中了机器人? 先从安防行业谈起。据相关数据显示,全球安防服务行业近年来呈现快速的发展趋势。从2015 年的 2181 亿美元到2020年估计的3150亿美元,年复合增长率预期可以达到7.6%。在国内市场方面,2016 年国内安防市场规模接近 5700亿元,未来五年国内安防行业将保持10%以上的增速, 2018年市场规模有望向9000亿元规模进军 2020年市场规模有望达到1万亿元。可以这样说,当前的安防行业将是一块亿万级的大蛋糕! 传统安防市场体系靠“人防+物防”实现,但随着人口老龄化趋势的加剧、犯罪手段的科技化等问题的涌现,“人防+物防”安防体系已远远不能适用于现代安防需求。 这时候,科技力量就显得尤为重要了。 拿机器人所处的人工智能技术为例。我国市场在近几年迎来了一股人工智能热, “AI+行业”已是一件再寻常不过的事情。但是,随着智慧城市建设的兴起、国家天网工程和雪亮工程的实施,人工智能首战瞄准了安防行业。 目前的安防市场趋势是,安防行业正处在物联网与AI技术革命的中心,人工智能技术冲击着传统安防行业不得不进行技术和模式转型,人机结合、智能防控的现代化AI安防模式时代正逐渐向我们走来。 源自人工智能技术的机器人当然不会错过这个大好时机。 中国已是世上最大的机器人市场,甚至在未来10-15年,国仍将是全球最大的机器人市场。IDC预测称:2018年全球机器人和无人机解决方案的支出将达到1031亿美元,而机器人技术支出将达到940亿美元,占整个2017-2021年预测支出的90%以上。工业机器人解决方案将占机器人支出的最大份额(超过70%),其次是服务机器人和消费机器人。到2018年,有关机器人的离散制造业和流程将成为支出总额超过600亿美元的主要行业。 这意味着,全国乃至全球的潮流趋势仍围绕着机器人市场。 安防市场大好,人工智能大火,机器人领域叫热,天时地利人和,1+1的结果大于2,面对安防行业这块亿万级蛋糕,机器人怎会不心动? 尽管目前国内大多企业的安防机器人产品还处于初级摸索阶段,但在安防市场的巨大推动下,“机器人+安防”有望成为下一个亿万级市场。 蓝海将至?几大痛点尚未解决 24小时待工、实时预警报警、360度无死角监控等看起来十全十美的安防机器人似乎打开了新世界的大门。但它的蓝海真的来了么? 按照当前的市场形势来看,服务机器人尚且还有诸多问题没有解决,更别说正准备异军突起的安防机器人了。 导航定位、计算机视觉、目标跟踪、移动与运动控制、检查/巡检、算法、目标检测与识别、传感器、网络以及人机交互是安放机器人的十大技术热点,而这十大技术热点中最核心的问题无非是机器视觉、人机交互以及移动底盘。 当前的安防机器人的却能在无需人工控制的情况下进行自由行走,以上文提及的深兰科技“瓦力巡警机器人”为例,尽管“瓦力”运用了人脸识别、机器视觉、人体检测跟踪,语音交互等AI技术,可对不法份子进行实时跟踪和报警,但其对外宣称的“可抓小偷”也只停留在监测方面。 目前看来。安防机器人很难识别小台阶等障碍物,这需要研发人员不断开发针对性的算法和进行实地调试。而当前的安防机器人还无法走上台阶,一旦不法分子走上台阶或者高坡,安防机器人真的只能“干看”着。 而除了障碍物问题,在机器人相关的技术中,导航定位、语音交互等技术依旧不太明朗。 清华大学中国科技政策中心发布近日发布了《中国人工智能发展报告2018》,尽管报告显示中国AI专利技术位居全球榜首,但在对全球主要专利权人的分析中,在全球AI领域的专利布局中,我国唯有国家电网公司能占有一席之地。在AI领域,我国发展的主要技术集中在数据处理系统、数字传输等,而机器视觉、人机交互等技术的发展还处于初期阶段,尚有瓶颈未能解决。 无独有偶,谈及技术问题必须也会谈及人才问题,而人才恰好又是我国AI领域相对匮乏的硬资源。 同样在《中国人工智能发展报告2018》中,报告指出:在全球人工智能杰出人才最多的高校排行中,中国没有高校进入前十。斯坦福大学杰出人才投入量达79人,全球领先;麻省理工学院、伦敦大学学院、华盛顿大学、圣保罗大学紧随其后。清华大学排名15位,上海交通大学排名第33。这意味着,在AI人才方面,中国还相对滞后。 而除了技术和人才问题,安防机器人在应用落地方面也没有太大的进展。 大家都在谈人工智能,但真正理解人工智能的人群却少的可怜。如智能家居一般,当前的人工智能并没能走进寻常百姓家,安防机器人当然也不例外! 去年11月,旧金山SPCA动物收容所引入了一个由Knightscope公司开发的安保机器人,用来处理办公楼附近犯罪问题。可不到一个月,这个安保机器人就被炒鱿鱼。虽然它的出现的确减少了犯罪问题,但这个安防机器人在上岗一周后就与人类发生了冲突,人们在它身上盖油布,踢倒它,还在传感器上涂烧烤酱,人类的主观意识未能接受它的存在,安保机器人被解雇成为了一件理所当然的事件。 新鲜事物的出现会引起人们的好奇心,但好奇后剩下的就只有恐慌。随着AI日益强大,人们也开始对AI产生恐惧:AI的强大是否将让你我失业呢?这也是人们恐惧安防机器人的原因之一。 技术匮乏、人才荒、应用落地难、人们不接纳,尽管安防机器人是“AI+安防”落地载体之一,但安防机器人能否完全替代视频监控和安保人员,成为安防领域的最佳选择,还需要市场的验证,而时间自会告诉你我答案。 对了,前几日又有银行解雇了人工智能机器人职员,谁知道安防机器人会不会也落得如此下场呢? 毕竟,这世上多的是我们不知道的事!

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人 安防

  • 勃肯特,直驱并联机器人 颠覆减速机时代

    勃肯特,直驱并联机器人 颠覆减速机时代

    如果说只用一个词来形容勃肯特的话,那应该就是“惊人”了。5月份勃肯特自主研发串并混联5轴、前几天智慧工厂的投产仪式的现场还在眼前,近日,勃肯特又正式对外宣布直驱并联机器人以及控制器的研发工作,性能实验均已达标,不日将正式推向市场。 直驱并联机器人 颠覆减速机时代 作为颠覆传统并联机器人的新产品,直驱并联机器人需要将原有的电机、减速机更替为直驱电机,并重新设计并联机器人算法,从机械、软件及硬件三方面进行改造适用于高速高刚性的并联机器人本体。该产品运行噪音更小,有着更高的精度,更强的扭矩输出能力,更高精度,更高性价比,同时支持拖动示教编程。 而除在性能方面的优势,直驱整个结构的简化带来了整体直接成本的降低和后期的免维护,这一系列特点将很好的适应例如我国的邮政分拣系统、一些行业的高要求物流线等,此外在电子制造行业,由于面对快速变化的市场,不断地推出新产品,对生产线的柔性化和生产良品率要求比较高,直驱设备将在如半导休晶圆设备、显示器面板生产线、电子加工PCB钻孔/SMT贴片生产线等有广泛的应用。而对于食品加工行业来说,直驱并联机器人可以完全避免减速机润滑油有可能带来对食品的污染。 勃肯特董事长王岳超在接受新战略机器人全媒体记者采访时表示,“没有减速机是一个趋势,这一定是一个历史潮流,我觉得在中国来说,大概到2020年会实现直驱的这种方案,因为国产电机还不成熟,而我们现在已经做出来了。” 一直以来,在核心零部件上,国内机器人产商都被外国企业扼着脖子,而直驱并联机器人的成功对于勃肯特的意义不言而喻,“我们自己做控制器做这种直驱机器人,就是为了摆脱国外的垄断,而这也是为什么我们的团队始终定位在研发上。”王岳超表示。 自研控制系统,构建并联机器人生态重要的一环 积极面对问题是推动勃肯特不断开发的新产品的强大动力。随着对公司并联机器人的理解加深,发现的问题以及想法也越来越多,但是已有的控制系统开放较差,没有办法将想法变成现实,为此,勃肯特控制系统应运而生。 相对于传统控制系统,勃肯特最新研发的控制系统的优势有:依托总线协议,控制轴数理论上没有上限,且体积小接线少,更新迭代成本低,速度快;搭建与X86 i7平台之上,高性能高算力,且内核独占,处理速度快性能稳定,各部分水乳交融但又互不干涉;预装物联网模块,获取实时运行数据,为构建客户私有工业云与并联机器人生态公有工业云做准备;深度挖掘云端海量数据,不断训练完善并联机器人自适应控制模型,为机器人自适应控制与模糊控制做准备,降低后期维护成本,提高设备使用寿命; 而这款产品也将会面向市场,因为在控制系统构思架构之初,通用性考虑占比较大,所以对驱动器、电机、IO模块等等外部扩展模块的硬件绑定性较低,可以支持市面上的大部分自控产品,所以勃肯特的BeMoTIon控制系统单独作为工控软件面向市场时对用户的限制较弱,用户的自主空间较大,且已经规划开发自己的上位软件开发IDE环境,将底层通用性功能独立封装,将使用频率较大的功能分类打包,提供SDK开发包与接口API使用手册,帮助用户在勃肯特的开发环境中搭建自己的控制逻辑。 智慧工厂 颠覆 概念工厂 勃肯特智慧工厂投产仪式于本月3日在天津东丽区空港商务基地正式拉开帷幕,整个生产车间一改往日大家对工厂的脏乱差的印象,环境卫生不仅舒适,整个本体超100公斤而整个装配过程却全程人工负载合计仅为10斤、预置电动扭矩扳手让操作更加简便,生产过程的质量用3D相机配合完成分步质量检测,生产线上人工的干预少,RFID支持客户端云监控,24小时性能体检及寿命预测功能有望将故障性售后服务向预见性售后服务模式转变。 勃肯特的智慧工厂在投入生产后,将达到18000台/年的产能,极大的缓解当前国产机器人产能不足的状况。“预计两年以后,工厂的产能将会全部释放,”王岳超说,2019年勃肯特的出货量预计为2000台,至2020年将达到8000台,在这种出货量呈几何倍数的增长的情况下下,产能不应该成为掣肘。 “这就好比是先修炼内功。勃肯特在产品还没有大批量推向市场的时候,我们就先组建了一个50人的售后团队,包括机械、电气方面的技术人员。团队搭建完毕后,当客户提出需求,团队就能迅速的‘开赴前线’,给客户提供完备的解决方案。”王岳超说,“这叫‘反其道而行之’,我走的路,永远和别人不一样。” “并联机器人市场其实很大,目前没有出现高速发展的原因在于很多企业不懂应用。”王岳超说起了一个案例:某位客户用勃肯特的机器人自行设计了一套自动化系统,但经常抱怨系统的效率不高,速度不快。勃肯特的技术团队在现场找出了八处错误,并逐一开始解决。“当问题解决到第四个的时候,这套系统节拍已经从原来的60次提升到120次,客户当场就愣住了,他原本对这套系统的要求,也不过是90次而已。”王岳超说,正是由于很多人对于应用的一知半解,使用了错误的设计,让原本性能优异的机器人蒙上了“不白之冤”。 有透彻并脚踏实地得客户感知能力、有面对困难迎难而上的快速行动力和放弃了更舒服的工业环境一心只在中国工业梦想的团队,知客户之所难,想客户之所想,当许多公司还把创新停留在想法与概念,勃肯特已经成为放在世人眼前,这就是勃肯特,一个明星企业的冉冉升起。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人 智慧工厂

  • 人形仿生机器人Atlas越来越像人了,你怎么看

    人形仿生机器人Atlas越来越像人了,你怎么看

    人工智能的出现,将会深刻改变人类社会的方方面面,其中也包括人类对自我的认知。我们的思维方式也有可能会因为机器人的出现而发生深刻的改变。 人类生存于这个世界的独特性是什么?一个机器人可以做到我们几乎所有我们能做的事情,这个时候,它和我们的区别是什么?一个“无所不能”的机器人和一条宠物狗,谁在本质上更接近人类?换句话说,我们可能会再一次去面对一个逃避已久的问题:我是谁? Atlas越来越像人了,就是因为它又多会了一两项技能吗?从机器人可以开始做一些复杂的工作之后,真正说得上机器人变得跟人类更相似的事件大概就是人工智能的快速发展。一个具备“学习”和“思考”能力的机器人跟一个只能由人类完全操控的机器人有了本质区别,变得更像人了。而题主说的“能后空翻,能跑步,倒了能自己起来,能自己码货送快递”等等只能说这个机器人做得更精致罢了。而随着材料科学的发展,类人机器人可以做得越来越逼真,外形上和人类越来越像。但是,外形的完善也算不得机器人变得更像人类了。 相比于画像,雕塑让人类的形象可以立体化地呈现出来。而具备行动能力的机器人,模仿人类可以更形象逼真,因为可以是动态的。随着人工智能的出现和成熟,这个动态的过程有了一个质的飞跃,因为不但外在的行动被模仿出来了,连不可见的思维都被一定程度模仿出来了。如果有天人工智能发展成熟了,机器的“自主学习”能力可以达到很高的水平,这个时候,机器人和人类之间的差别是什么? 终结者系列电影讲的就是机器人产生了“自我觉醒”之后,反过来压迫人类的故事。但里面的机器人也有不同,最大的反派是具有“自我”意识的,有欲望的,跟人类没有什么太大的不同了。而另外一种就是完全被代码控制的,虽然很“智能”,但依然是彻彻底底的机器。 目前为止,我们的努力就是要让机器人更加“智能”,而且我们并不知道机器人是不是真的具有“觉醒”的可能性。但是,有一点是毫无疑问的,那就是“自我意识”,也就是电影里那个“觉醒”的过程,正是让机器人变得不再是“机器”,而更类似于生命的关键过程。机器人外形越来越像人,功能越来越强大都不足为惧,因为这些对人类都不可能产生真正的威胁。不管它们看起来多么智能,毕竟只是“像人”的机器罢了,完全不需要担心什么。而至于机器人会不会有一天真像一部分人担心的那样,产生“自我意识”呢?在人类对生命和自我的认知没有重大突破之前,我们是回答不了这个问题,等待时间给出的答案吧。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • 2045年后你愿意跟机器人结婚吗

    2045年后你愿意跟机器人结婚吗

    英国《太阳报》发表了一篇报道,其中引用了机器人索菲亚的创造者汉森博士在其最新论文中的观点,称机器人在2045年将享有和人类一样的公民权利,包括与人类或其他人机器人结婚。 这一概念现在看起来似乎很遥远。但汉森称,人类距离那个时代已经不远了。他预言,机器人将在2035年全方位超越人类;2038年,机器人还将掀起一场全球性的机器人公民权利运动。 汉森的这篇论文题为“Entering The Age Of Living Intelligent Systems and Android Society”(可译为“进入有生命的智能系统和机器人的时代”)。这篇文章是和PlayStaTIon合作的,后者即将推出人与机器人主题的游戏《底特律:变人》。在所讨论的主题上,汉森的这些观点和《底特律:变人》可谓遥相呼应。在《底特律:变人》的真人宣传片中,机器人小姐姐就在与主人公松岛裕树的相处中产生了感情。 汉森还称,人类将在近未来中通过各种手段对机器人进行压迫,而“人工智能不会无动于衷”。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • 机器人上岗成为快递配送员,以后可能再也无需配送员了

    机器人上岗成为快递配送员,以后可能再也无需配送员了

    进入京东无人仓的大门,是白色机器人,这些机器人不仅身怀绝技,测量商品的体积重量,也是京东物流的“颜值担当”,他们有独立办公室,透明橱窗,这环境,简直就是世界500强企业高管的待遇。今日的机器人行业还有哪些值得关注的重要内容呢? 阿尔法蛋入选CCTV中国亲子计划机器人行业唯一合作品牌 2016年9月22日,中央电视台正式发布“国家品牌计划”,中央电视台少儿频道,作为中国第一亲子家庭媒体,紧跟国家品牌计划步伐,推出中国亲子计划——将打造以亲子家庭受众为核心,深入家庭消费群体、拓宽亲子家庭消费市场布局的营销战略。向受众表达一种亲子陪伴、共同成长、引领消费的概念。 中央电视台从众多品牌中筛选出优秀且有品质的亲子类品牌,阿尔法蛋毫无悬念的荣获这一殊荣——CCTV中国亲子计划品牌,并且成为机器人行业唯一入选品牌。 谁来给觉醒前的机器人念伦理紧箍咒 《西部世界》充满魔幻的科技反乌托邦前景所折射出的文明焦虑可追溯至基督教之前就已产生的诺斯替主义。 烧脑神剧《西部世界》第二季震撼来袭,人造人觉醒后的暴动使人类的脆弱暴露无遗,而人造人自身亦被散布于世界的各种控制的脚本和欲望的陷阱所网罗。 集生化人与机器人于一体的人造人,不仅像人类那样具有自我意识,而且还能够把活人的思维、意识、记忆和情感移植进去,成为所谓的转生人。不论这些真假莫辨的剧情是否在以预言的方式昭示着新人类文明的未来,人们已经着手埋下另一条时间线——用伦理的紧箍咒哪怕在机器人觉醒之前一刹那勒紧价值的缰绳。 如何让机器人明辨是非:人工智能未来的道德走向 相信很多人都听过哲学家菲利帕·福特(Philippa Foot)于1967年提出的“电车难题”。50年来,电车难题有了很多版本。在无人驾驶已经出现的今天,当车祸无法避免时,无人驾驶汽车究竟应如何取舍,是优先保护马路上的儿童、还是宁愿撞人也要保护车内人员呢? 人类即将进入机器人时代,《科学》杂志有研究表明,随着机器习得类人的语言能力,它们也容易习得语言应用中根深蒂固的偏见,这种偏见如若被放大,后果不堪设想。还有预言称:人工智能系统在未来很可能摆脱人类监管,自主作出决定,甚至走上反抗人类的道路。 机器人配送商战前夜,再造无人版顺丰与达达 在当下,配送领域正在酝酿着这样一场“机器代替人”的变革。 阿里菜鸟、京东、饿了么、美团、苏宁、Segway RoboTIcs、YOGO、深兰、云迹、真机智能……快递和外卖行业在高基数、高增长的当下,国内无人配送机器人领域,可能还会有更多公司名字出现。而在人力成本飙升的当下,机器人上岗成为配送员,已是大势所趋。 承载着无人版顺丰与无人版达达的商业愿景,无人配送机器人领域尚不被普通大众了解的背后,角力与暗战早已开始。 探访京东无人仓:每个机器人配备透明橱窗、独立办公室、媲美世界500强 进入京东无人仓的大门,是白色机器人,这些机器人不仅身怀绝技,测量商品的体积重量,也是京东物流的“颜值担当”,他们有独立办公室,透明橱窗,这环境,简直就是世界500强企业高管的待遇。 内部干净整洁一尘不染,看得出机器人的工作环境还是蛮时尚舒适的。这些机器人一定是上辈子拯救了银河系,我想了一下自己杂乱的办公桌流下了嫉妒的眼泪。在这样时尚整洁的办公室里工作,难怪机器人工作效率这么高,看来机器人们也是享受其中,自得其乐。 秦川机床:机器人减速器数字化车间计划2019年底完工 秦川机床财务部副部长李霞介绍,减速器项目2017年底公司已达到了1000台/月的生产能力。目前,该项目已完成5000平方米的厂房建设改造,完成63台设备投入,2018年通过工艺的持续优化和后续设备的逐步到位,产能将由1000台/月逐步提升为2000台/月。5月11日,公司机器人减速器数字化车间(28000平米)正式开工,项目建设计划2019年底完工。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • AR摩托车头盔,刮起一阵另类的AR旋风

    AR摩托车头盔,刮起一阵另类的AR旋风

    头盔的护目镜可以说是一块难得的AR显示区,面积大,可操作、添加的内容也就更多。更重要的是,AR技术的植入,将可能让头盔的安全作用更加突出。 全球范围内尤其是东南亚地区,摩托车保有量特别大,每年因此而造成死亡事故也为数不小。从这个角度上来看,如果安全系数真的有所提高,在头盔上移植AR技术看起来很有可能成为一个带动AR热潮的方案。 而实际上,AR增强在头盔上的争夺战早已经打响。 蜂拥而上的AR头盔分食者 AR技术被提出虽然已经有近三十年的时间,但在应用上一直处于一个尴尬的境地:应用载体少,应用范围小。所以,关于AR的技术研发基本上是研发公司一个劲儿贴用户的冷屁股。 其实,造成这种情况的一个很大原因在于,目前AR的应用开发并不能很好地增强用户的消费粘度。在多数情况下,人们只是觉得新鲜好奇,过了这劲儿也就想不起来了。但在有明确目的性的头盔上移植AR,则很有可能弥补这样一个短板。 目前,AR头盔以护目镜为集中显示区域,主要有显示导航、道路信息、车速等几个与行驶安全密切相关的功能。在这方面,其与目前市面上为汽车提供的虚拟速度投影看起来好像没什么差别。而除此之外,不同的公司又有各自的创新独特之处。   头盔设计的初衷是为了驾驶人的安全,而AR对头盔的意义是,其不仅通过显示路线、地图、路况信息、周围安全信息、车速等有效信息来保证骑行安全,还可以在基本的安全辅助下成为一个摩托车的智能助手大脑。对驾驶员而言,其四肢只需要专注于驾驶,其他的一切包括安全情况判断、手机来电接听等则可以通过抬抬眼皮或动动嘴就能实现。同车载蓝牙接听电话一样,这对越来越依赖手机的人们来说,无疑将是一个刚性需求。 那么,在这种需求之下,AR头盔很有可能会越来越被摩托车驾驶员所青睐,从而成为AR攻破市场的关键阵地。 辅助功能越多,越是好事吗? 对AR头盔来说,如何在高速的移动中实现上文提到的危险信号提醒,其实是一个比较复杂的问题。旁边车辆的行驶方向是否对自己存在威胁,车辆是否行驶在安全道路,车辆与栏杆等是否保持了安全距离,都应该是需要考虑的问题。而要解决这些问题,加入一些可靠的传感器大概是可行的路径。 另一方面,要让头盔的使用变得方便,语音控制技术的参与必不可少。如果出现一些唤醒没有反应、语音控制失灵的情况,则很有可能使头盔的各项内置高科技成为摆设。也就是说,本意是求得方便,结果最后变成了不方便,这恐怕不是科技进步的初衷。   军事、探测……不止于在路上的AR头盔 可以预见的是,一旦AR技术在摩托车头盔上取得市场成功,其在其他场景的复制也可能会迅速展开。 比如士兵头盔。目前为止,在头盔的科技含量这方面,军用头盔大概可以笑傲群盔。比如美国的单兵装备中,一顶防弹头盔高达2000美元,里面有夜视仪、氧气罩等。同样是Jarvish,其也推出了研发的MR军用头盔,当然这个和摩托车头盔不一样,其采用的是内置和实景结合的智能眼镜,在AI辨识的帮助下提升士兵对敌人的识别能力。   同时,对士兵来说,一款内置了丰富传感器的AR头盔可能有助于识别丛林、沙漠、天气、环境地图等,帮助其迅速适应作战环境。 另一方面,潜水探测也将因此而变得更加安全而高效。人类在携带装备的情况下,最深可以潜入300多米的水下,在这样的环境下,还要开展一系列的工作。传统上,氧气的消耗、深浅的位置、对生物种类的判断都需要潜水人员借助单独的设备或肉眼来进行,费力又费时。 那么,在AR头盔的帮助下,其可以显示出潜水位置的压力、携带氧气储备状况、时间等信息,以让潜水者保证自己的安全。在对生物进行考察的时候,加持了AI图像识别技术的AR头盔则可以显示出生物的种类、攻击性等其他情况,缩短判断时间,增加探测的有效性。 除此之外,在一些空气成分未知的领域如考古、煤矿开采等,AR头盔同样有一定的使用价值。 相较之下,军事、潜水探测等领域的AR应用显然还有更多的技术攻关,目前来说,用于骑行的AR头盔是技术最成熟,同时也最贴近市场的。那么,在安全乃至更多方面为驾驶员提供方便的可能、甚至将颠覆头盔被动保护定义的AR头盔,说不定能在台湾和东南亚这一类摩托车保有量巨大的市场,刮起一阵另类的AR旋风。

    时间:2020-07-12 关键词: ar

  • 日渐崛起的虚拟现实来到我们的生活

    日渐崛起的虚拟现实来到我们的生活

    在《无尽的现实:化身,永生,新世界,以及虚拟革命的黎明》(2011)一书中,布拉斯科维奇和拜伦森认为,「虚拟世界几乎和人类历史一样古老」。 讲故事、绘画、雕塑、戏剧、手稿、印刷术、摄影术、摄像术、电气化、广播、计算机以及互联网,作者认为这些媒介的效果与南美原住民煎服的「死藤水」(可使人产生幻觉,陷入所谓的「通灵」状态)在某种意义上并无二致,都是允许人们从脚下的物理世界凌空而起,抵达另一个幻想世界。 周逵从媒介技术史的角度,认为媒介形态的「虚拟化」趋势自古有之:从法国韦泽尔峡谷岩洞的壁画到柏拉图的关于洞穴人的哲学比喻,再到数字时代伊利诺伊大学创造的洞穴状虚拟现实环境,媒介发展史完成了从「自然洞穴」到「虚拟洞穴」的回归。「虚拟现实并不是什么新鲜玩意,不过是一个新式的标签。」 眼下日益崛起的虚拟现实(Virtual Reality,简称 VR)为制造幻境的古老愿望提供了新的可能。虚拟现实无疑属于兼具「科技性、媒介性和大众参与性」的传媒艺术,而且是当下最富活力、最具可能性的传媒艺术之一。虚拟现实集中体现了传媒艺术的科技属性:「在创作上走向机械化、电子化、数字化的无损与自由复制创作;在传播上走向非实物化的模拟/虚拟内容传播;在接受上走向人的审美感知方式的重新整合。」 虚拟现实既承载了一种延续,也宣告了一种断裂。我们遁入幻境的愿望一如既往,而遁入幻境的方法则迎来了剧烈变革。随着数字媒体技术的进步,虚拟现实或将成为人们达至幻想世界的终极手段,原有的媒介手段届时难免相形见绌。 捆缚幻想世界大门的重重锁链纷纷崩坏,虚拟革命轰然作响,正在重塑我们脚下的土地。 何谓虚拟现实? 「虚拟现实」一词最早出现于法国戏剧家翁托南·阿铎《剧场及其复象》(1958)一书。阿铎认为,戏剧与炼金术一样,都是虚拟现实向象征世界净化升华的一个过程,阿铎将其称之为「精神的复象」。阿铎对虚拟现实的理解类似于戏剧,是假扮的现实。 不过,虚拟现实的实践比它的名词出现得更早。飞行模拟一般被视作虚拟现实的前身。1920 年代,由美国艾德文·林克研发的「林克机」,可视为虚拟现实的早期尝试之一。使用者进入封闭的「机舱」之后,听从指令,接收反馈,通过操作面前的仪表盘来模拟飞行。「林克机」好似游乐场里的旋转木马,可以升降转向,为使用者模拟出飞行时的种种感觉。用飞行模拟器来训练未来的飞行员,既降低了成本,也更为安全。 1935 年,美国科幻作家斯坦利·温鲍姆发表小说《皮格马利翁的眼镜》。故事里有位教授发明了一副眼镜,戴上之后,即可穿越屏幕,进入到影像之中。「你就是故事人物,你就在故事里面,就跟做梦一样!」不同于爱丽丝掉进兔子洞才得以漫游奇境,温鲍姆设想我们可以凭借特定的视觉装置来进入虚拟世界。 1950 年代,美国的一位电影放映员莫顿·海利希设想了一种占满观众整个视野的屏幕,屏幕不是平的而是弯的,也不需要眼镜,以全景的方式令人产生一种置身其间的幻觉。「在虚拟现实中,屏幕会把观众从头到脚,整个吞掉!」后来海利希在《未来电影》(1955)中提出了一个大胆的设想,打算造一台集成人类五大感官的设备,使观众能够完全沉浸在影片里。 到了 1962 年,概念落地,海利希研制出一款名为「传感影院」的设备。这是一台立体电影设备,其造型和后来游戏厅里的投币街机颇为相似。使用者坐上具有震动功能的摩托车座椅,眼前是预先录制的沙漠风光短片。设备不仅发出轰鸣声,还有风扇吹风,给使用者制造出一种在沙漠中风驰电掣的感觉。 1965 年,美国计算机专家伊凡·苏泽兰发表了一篇名为《终极的显示》的文章,预言在未来计算机将提供一扇进入虚拟现实的窗户,人们可以漫步数字奇境而不必受制于物理世界的法则。 三年后,苏泽兰在麻省理工学院研制出一款头盔显示器,头盔通过追踪使用者的头部运动进而呈现图形。尽管图形不免简陋——仅仅只是几条线段而已,但该设备已经初步实现了立体画面显示、虚拟画面生成、头部位置追踪等关键技术。因而不少人据此认为苏泽兰而非海利希才是真正的「虚拟现实之父」。当时这款设备巨重无比,设计者只得从天花板上垂下一根支架将其固定住,如此方能正常使用。因而它很快赢得了「达摩克利斯之剑」的绰号,仿佛使用者随时都有可能送了性命。 Ivan Sutherland, The Father of Computer Graphics 1984 年,在硅谷一所并不起眼的社区大学,一个临时拼凑的项目团队开始探索虚拟现实技术。当时年仅 24 岁的贾瑞恩·拉尼尔牵头成立了 VPL 研究公司,致力于虚拟现实技术的商业化,并制造出一系列虚拟现实设备。令人遗憾的是,这些产品与人们的期待相去甚远:硬件设备不仅造价昂贵,而且体积庞大,运行速度也慢,用户体验还很糟糕。最终,该产品在市场上毫无悬念地遭致惨败。当时有媒体声称:该技术是不存在的。VPL 公司在 1990 年代宣告破产,唯一的成果是推广了「虚拟现实」的术语。 不过虚拟现实的火种毕竟还是保留了下来。近年来,随着跟踪、渲染及显示等关键技术的成熟,更多低廉优质的设备开始出现在市场上。人们突然意识到,虚拟现实「熟了」,它正成为投资者们竞相追捧的新宠。2014 年 3 月,Facebook 斥资 20 亿美元收购 Oculus 公司(该公司致力于虚拟头盔等设备的开发与推广),创始人兼 CEO 马克·扎克伯格断言:虚拟现实是继智能手机之后的下一个平台,将深刻改变我们的生活、工作以及社交方式。谷歌、索尼等公司也不甘人后,大举进军,抢滩布局,仿佛虚拟现实就是下一个风口。投资者们相信,率先拿到虚拟现实的船票就意味着将在未来世界前程远大。 随着技术的发展与成熟,学界对虚拟现实的界定也「由粗转精」,原有的分歧缩小,概念逐渐明朗。 1994 年,美国学者迈克尔·海姆在《虚拟现实的形而上学》一书中认为,「虚拟现实是一个事件或实体,并非真实却效果逼真」。海姆为我们梳理了当时衡量虚拟现实的七大指标:模拟、互动、人工、沉浸感、临场感、全身沉浸、网络传播。这些指标对虚拟现实的衡量确有助益,相互之间却难免重叠交叉。 乔纳森·斯特尔不满于商业资本对虚拟现实是「一套技术装置」的强势界定,他们试图从传播学角度重新理解虚拟现实:虚拟现实指的是由传播介质所引起的一系列知觉体验,以此实现某种临场感,故而虚拟现实区别于纯粹的心理现象(如梦境或幻觉),因为这些体验并不要求知觉的介入。斯特尔还提出了两个重要的评价指标:生动性(广度、深度)和互动性(速度、范围、映射)。 马里奥·古铁雷斯等人则将虚拟现实的指标提炼为:沉浸感和临场感。前者在程度上有深有浅,靠的是用户的感知(视觉、听觉、触觉等);后者则比较主观,与用户的心理相关。古铁雷斯提醒我们注意临场感和参与感的区别:可以是临场却没有参与感(比如在体育馆心不在焉地看一场无聊的比赛),也可以是不临场却极具参与感(比如在电视机前看自己心爱的球队踢球,不由自主地摇摆身体)。古铁雷斯等人建议将虚拟现实放置于「真实—虚拟」的连续体中进行考察,即一条「真实环境—增强现实—增强虚拟—虚拟现实」的连续性光谱。 总之,虚拟现实既是一项技术,也是一种体验。它附着在一套媒介装置之上,通过启动这一装置,虚拟现实予以展开,从而允许我们获得包括沉浸、临场、交互在内的种种体验。 如今技术正在加速成熟,闻风而至的资本奋力推动,落地在即的虚拟现实由此暴得大名。可以预见的是,虚拟现实注定是一个不断更新的概念,它的各项指标将随着技术革新而水涨船高。科幻预言了虚拟现实的未来前景,而科技则支撑并规定了虚拟现实的实际边界。 时光机的承诺 虚拟现实向我们发下宏愿:因为虚拟,你将无所不至。 这也是虚拟现实最令人振奋的地方。虚拟现实仿佛一架可以任意穿梭时空的时光机,或者说犹如神话中的传送门,将我们送抵一个个充满无数奇迹和无限可能的平行宇宙。霍华德·莱茵戈德说,「虚拟现实是另一个世界的神奇窗口,或者说真正的现实在屏幕之后陡然消失」。 虚拟现实如今被应用于影视、游戏、医疗、探险、军事、教育等领域,例如「大英博物馆使用虚拟现实传送游客到青铜时代」。《卫报》甚至刊文讨论「虚拟情色如何带来世界和平」。 美国军方的「虚拟伊拉克」项目较早地应用了虚拟现实技术。据统计,超过 20% 的伊拉克退伍老兵患有「创伤后应激障碍」,即经历巨大的心理创伤之后所出现的创伤性再体验的精神障碍。例如,有退伍老兵在美国街头开车时,看到对面奔跑的小孩,就可能会触发他关于被车队碾过甚至是自己碾过的孩子的战争记忆,进而产生焦虑、内疚、自我厌恶等情绪。「虚拟伊拉克」能够为老兵们再现战争场景:风沙呼啸,玻璃碎裂,集市熙熙攘攘,迫击炮由远及近,甚至还可以模拟尸体烧焦后的气味。这种借助技术的「暴露疗法」,试图让老兵「重返」战场,打破记忆中原有的连接,防止日常事件勾起痛苦的回忆,从而降低患者的恐慌。事实证明,疗效不错。 虚拟现实提供了身临其境的体验,使用者将切切实实地「感同身受」。有人断言虚拟现实将成为「同理心的终极机器」。以虚拟现实技术拍摄而成的纪录片《锡德拉湾上空之云》(2015),讲述了约旦札塔里难民营一名 12 岁少年的故事。该片在 2015 年达沃斯世界经济论坛上首次展映,这些来自世界各地的名声煊赫的参会者可能终其一生都没有机会走进约旦难民营的帐篷。借助虚拟现实,他们却突然发现自己置身其间,与难民们一同席地而坐,体验生活的艰辛。 在不远的未来,赛博空间或许可以成为虚拟现实的下一个平台。《神经浪游者》(1984)、《雪崩》(1992)等科幻小说为我们展示了一个与现实世界平行的赛博空间、一个随时可供接入的虚拟三维空间。在现实世界中彼此隔绝的人们,在赛博空间中可以通过各自的「化身」进行交流互动。这种交流不是简单的讯息传输,而是「化身」的面对面接触。威廉·吉布森在《神经浪游者》中预言了一个把人类裹挟进媒体之中、将日常生活排斥在外的赛博空间。 科幻作品往往对虚拟现实的未来充满信心:虚拟现实技术终将被整合进我们的日常生活,并重新构架我们的世界,我们将渐次迁移进入虚拟世界。 致幻剂的威胁 虚拟现实之所以广受追捧,在于它是更为廉价、也更为安全的致幻剂。以往要靠长途旅行、长时间阅读、长期社会交往才能获得的经验,如今可以一键获取,以至于原来的神奇和感动都变得廉价易得。不少人对虚拟现实赞许有加,他们相信沉迷于虚拟现实并非坏事——即便人们不沉迷于虚拟现实,也极有可能会沉迷于其他恶习,比如赌博或滥用药物。相较之下,沉溺于虚拟现实反倒是不错的选择。 然而,反对者则坚称这种数字致幻剂并非无害。迈克·马德里等人最近指出,虚拟现实的伦理困境体现在四个方面:第一,由于长期沉溺而引发的心理问题;第二,使用者跟虚拟现实互动频繁,却对现实环境中的互动置之不理;第三,虚拟现实所提供的内容可能具有风险(譬如暴力、情色);第四,个人隐私面临侵害。 虚拟现实的生产者们永远鼓励我们即刻接入虚拟现实,却并不保证我们能够安然返回。现实与虚拟的版本往往相差悬殊,现实显得太苍白、太糟糕、太艰难,犹如废墟一般荒芜。在未来,我们是否会长久地避入虚拟世界,而丧失抽身返回的勇气呢? 「被困在虚拟现实中的人物」是科幻作品乐于表现的主题之一。我们也许应该追问,虚拟现实是否意味着一种潜在的囚禁:焦躁不安的受困者们但愿即刻返回现实,却苦于找不到「退出」按钮。《黑客帝国》(1999)、《盗梦空间》(2000)等科幻电影向我们发出警告:虚拟现实是否会被当作唯一的真实?我们真的能够区分虚拟现实和真正实境吗? 在虚拟现实中,你将会拥有一个怎样的「化身」?它会遵循什么样的规则?这是否会重塑我们的社会态度,比如让我们在现实中变得更加暴力?电影《感官游戏》(1999)对此进行了讨论:在未来,人们疯狂地迷恋游戏。人们迫不及待地把游戏驱动器和身体连接,进入一个如假包换的虚拟现实。在游戏中,人们可以肆意地作恶与杀戮,因为所有的结果都可以一键撤销。可怕的是,现实和幻觉之间原本脆弱的分界线正在分崩离析。如肿瘤般蠕动的游戏驱动器不啻构成了一个隐喻:虚拟现实成了无法摆脱的寄生兽,而使用者则是任其摆布的宿主。 除了致人迷失,虚拟现实是否还意味着一种操控?电影《黑客帝国》中,一个喜欢探听的黑客无意中发现了终极秘密:所谓的「真实世界」是模拟出来的!其背后的真相是:几个世纪以来,机器人一直在奴役人类并将其作为能源来利用。每个人的身体实际上都被囚禁在一个诡异的、滑腻腻的茧状物里面,而在意识中他们却过着与常人无异的生活。 文化历史学家迈克·杰伊曾经介绍过一种名为「楚门妄想症」的精神疾病,即患者们深信有人正在偷偷拍摄他们的生活,并在电视上作为真人秀播出。杰伊富有洞见地指出,这不仅仅是一种特定的精神疾病,也是全球化时代人类普遍的偏执症候:无孔不入的媒介扭曲了我们的现实观念,让我们笃信自己就是宇宙的中心。 一位沙漠牧民会比较可能相信他要被灯神用沙子活埋,而对都市美国人来说,则是被中情局植入了芯片而处于监控之中……与其说是病人与周围的文化相疏远,不如说是他们被文化所吞噬了:由于无法确立自我的边界,也因病人对社会威胁的超强感知,而往往只能听凭其摆布。 这是妄想时代的妄想寓言,它试图让我们相信自己正身处于一个常人难以觉察的巨大阴谋之中。 当技术拥趸们为虚拟现实欢欣鼓舞之际,科幻电影早已向我们做出了悲观的预测。当虚拟现实压倒了现实,或者说虚拟现实入侵了现实并取而代之,我们该何去何从?《盗梦空间》片尾那只停不下来的陀螺提醒我们:有时抽身返回并没有那么简单。 我们似乎有必要反思:究竟惊悚是一种妄想,抑或惊悚已经在路上? 后人类身体 科幻作品为我们描绘了一幅关于虚拟现实的可怖图景:沉溺其中的人们或将混淆虚拟与现实的界限,自我迷失,甚至受人操控。然而,兰登·温纳提醒我们:技术的背后有时并没有一个巨大的阴谋,而是技术本身启动了一种趋势,以其自身的逻辑,不可避免地重新构架这个世界。作为技术的虚拟现实或将重构我们的世界,包括我们的身体。 1985 年,唐纳·哈拉维发表了《赛博格宣言:20 世纪晚期的科学、技术和社会主义的女性主义》。哈拉维宣称,自然生命和人造机械之间的界限已不复存在。「我们的机器令人不安地生气勃勃,而我们自己则令人恐惧地萎靡迟钝。」哈拉维断言我们都将成为「赛博格」,一个「控制论的有机体,既是机器和有机体的杂糅,也是现实和虚拟的混合」。哈拉维坚称我们的身体将为技术所改造,其势不可阻挡。 后人类主义其最具颠覆性的一点在于「身体的自足与整一这个前提预设开始动摇了」,赵柔柔将其称之为「斯芬克斯的觉醒」,即斯芬克斯如今可以坦然接受自己的赛博格身份,甚至引以为傲,而不至于像原先那样羞愤难当——因为人人皆为斯芬克斯。 个体正在经历前所未有的虚拟化改造,不断为信息技术所吸纳。 斯科特·巴克孟在《终端身份:后现代科幻中的虚拟主体》(1993)中指出:在终端身份时代,主体与信息技术紧紧绑定,「被模拟、变形、更改、重组、基因改造,甚至被消融殆尽」,成为一种新型的、被紧紧联接的主体。赛博空间把传统社会赖以支撑之物连根拔起,使得我们转变为「后人类」,并将我们强行纳入「网络离散」的状态,以便和全球大规模的数据流动相对接。 巴克孟指出,鲍德里亚的文章试图将身体转化为一种装置,这种装置可以为远程界面所完全吸纳。身体不再是隐喻或者象征,皮肉之下别无他物。如今,身体意味着无限的界面,这也意味着主体破碎、泯然于众。 未来学家对未来的判断则更为激进,他们认为人类的身体在未来将变得无足轻重,甚至是可有可无。凯瑟琳·海尔斯在《我们如何成为后人类》(1999)一书中指出:信息的「去身体化」促使人类开始转变为后人类。「去身体化」意味着人类逐渐抽离肉身而成为信息的集合体,人的意识甚至能够像下载计算机数据那样被下载并永久保存,成为「缸中之脑」。 身体存在与计算机模拟之间并无本质区别或者说并非不可逾越,传统意义上「自我」的概念不再适用于后人类。在自由人文主义者看来,认识先于身体,身体是有待掌控的客体;在控制论者看来,身体不过是承载信息代码的容器而已;后人类主义则走得更远,直接「擦除」主体性身体,身体尽可为机械所替换,主体意识无需依傍。 然而,不少学者对未来学家们的激进论断并不认同。至少就目前而言,「去身体化」的判断还言之过早,虚拟现实并没有完全「擦除」身体,反而凸显出身体在媒介交互中的重要位置。 肯·希利斯在《数字感觉:虚拟现实中的空间、身份及具身化》(1999)中认为,虚拟现实承诺我们可以弃置肉身、以纯粹的数据形式「浪游」于赛博空间之中,但这其实并不容易办到。我们或许可以享受「从脆弱易朽的肉身世界和真实空间逃逸出来的自由」,但这不过是一种新的身体感觉形式罢了,并非真正地「脱离肉身」。 不过,人类身体感知方式的改变业已成为不可避免的趋势。与笛卡尔「灵肉两分」的二元本体论不同,法国思想家莫里斯·梅洛-庞蒂认为,身体才是我们与这个世界发生关联的相关项。他强调知觉的身体性以及身体的意向性。 沿着梅洛-庞蒂的思路,马克·汉森认为,新媒体技术重新调整了身体与技术的关系。技术试图通过动作捕捉、感官刺激、可视化界面等方式,来重新中介我们的身体与世界的关系。如今轮到身体出场了,视觉不再独占上风,视觉的知觉经验将转向身体的体感经验。 以上对人类身体命运的两种判断不啻反映了一个事实:由技术所中介的后人类身体正在日益成为关注和争议的中心。不过,这两种判断并不是决然对立的:「去身体化」或许只是更为遥远的未来,而不是我们现有视野范围内的前景。 无论是「去身体化」还是「身体体验方式的改变」,在多感官体验的取向上是一致的:视听触等诸种感官体验,将在不断进取的虚拟现实中得以实现。 现代视觉文化笼罩下被长期忽视、压抑的身体,不再屈居于视觉之下,而是与日渐崛起的虚拟现实携手来到我们的面前。 遁入幻想世界是人类的永恒梦想,而虚拟现实则被视作实现这一梦想的终极途径。虚拟现实的命名早已指明了它的终极使命,即打造一个前所未有的虚拟世界。这并非遥遥无期,而是已呈黑云压城之势正向我们不断迫近的未来。

    时间:2020-07-12 关键词: 虚拟现实

  • VR/AR产业发展介绍汇总篇

    VR/AR产业发展介绍汇总篇

    虽然虚拟现实(virtual reality,VR)和增强现实(augmented reality,AR)技术充满了未来感,但是它们并不是新鲜事物。20世纪90年代,VR技术曾伴随着三维显示技术的爆发而红火一时,并被诸多领域所关注。1995年,日本任天堂公司发布了著名的革命性VR游戏产品“虚拟男孩”(VirtualBoy),瞬间成为当年最受关注的科技产品之一。然而,由于图像质量不理想、产品售价昂贵、时间延迟较大和生态内容不够丰富等问题,早期的VR产品均未取得显著的成绩,第一次VR浪潮也随之转入低谷。进入21世纪后,计算机软硬件技术均得到了长足的发展,计算机性能已经足以支持图形质量更高、时间延迟更小的VR/AR产品。2008年苹果公司的iPhone发布后,智能手机产业得到了空前的发展。智能手机产业的发展促使显示器件和传感器价格下降、尺寸缩小和性能提高,为VR/AR产品的普及奠定了坚实的技术基础。 2012年4月,谷歌公司联合创始人Brin佩戴谷歌眼镜空降发布会,宣告了谷歌眼镜的正式亮相。作为2012年最具关注度的科技产品之一,谷歌眼镜成功开启了新一轮的VR热潮。随后,其他科技巨头也迅速跟进,积极投身于VR技术的研发,并在此基础上将AR和混合现实(mixed reality,MR)等技术也带入了快速发展的轨道。随着VR/AR技术的快速发展,VR/AR产品的使用场景已扩展到许多领域,如视频、游戏、工程、军事、教育、医疗、房产和零售等。许多企业搭上了VR/AR发展的东风,在品牌效应和资本投资等方面都获得了巨大的成功。 由于VR/AR广泛的应用场景和巨大的市场价值,因此得到了来自消费者和产业界共同的关注,并被认为是最有可能成为继个人电脑和智能手机后的“下一代计算平台”。为紧跟时代发展,在“下一代平台”到来之前站稳脚跟,各行业的领袖企业都积极行动,以求在VR/AR产业中占有一席之地。 总体上,目前VR/AR产业布局可以分为硬件和内容两大部分。其中,硬件部分可分为感知、处理、反馈和整机集成4大板块,内容部分则涵盖了视频、游戏、直播等诸多方面。图1展示了如今VR/AR的产业布局情况及各主要领域内的代表性企业。在硬件领域,美国、韩国和中国台湾处于领跑地位;在内容领域,美国、日本和中国大陆则稍稍领先。   图1  国际企业在VR/AR行业的产业布局 虚拟现实与增强现实产业发展预测 目前,VR/AR产业布局虽然已经较为完善,但是无论从技术上还是市场上,对比个人电脑和智能手机产业,VR/AR产业仅停留在初级发展阶段。“初级”主要体现在硬件成本高、产品售价贵、内容质量偏低和市场容量较小等4个方面。随着技术的进步、成本的下降以及内容的进一步丰富,VR/AR产业一定会在将来迎来更大的发展。据美国高盛集团预计,2025年时,VR/AR产业每年创造的价值将达800亿美元。其中,硬件领域创造的价值接近450亿美元,主要集中在头盔显示器件(head mount display,HMD)、处理器、追踪系统和触觉反馈等4 个方面;软件领域创造的价值约为350 亿美元,主要集中在游戏、视频和直播等领域(图2)。目前,中国需及时掌握VR/AR产业发展态势、紧跟产业步伐、加大产业投入,才能保持具有自主知识产权的VR/AR产业的健康和长远发展。 虚拟现实和增强现实产品中的显示技术 虚拟现实和增强现实的区别 要了解目前主流VR/AR产品使用的技术方案,就有必要对VR/AR进行区分。VR产品可以让使用者置身于不同于现实的另一个世界中。这个世界,可以是完全由计算机创造的虚拟世界(如游戏、电影中的场景),也可以是不在眼前的真实世界(如体育直播)。AR产品则是让使用者看清眼前真实场景的同时,再看到一些真实世界中不存在的事物。一般来说,VR产品屏幕不透明,而AR产品则使用可以透光的屏幕 除VR/AR概念以外,近年来还涌现出了许多新的相关概念,如混合现实(mix reality,MR)和扩展现实(extended reality,XR),例如,微软公司将自主开发的头戴产品Hololens称为MR产品,而没有将其归类为AR产品。从本质上看,MR产品是一种更高形态的AR产品,该产品允许使用者在真实世界中与虚拟信息进行交互,从而将显示内容变得更加贴近现实。XR则是由美国高通公司提出的另一全新概念,认为XR技术涵盖了VR、AR和MR等技术,使用者可以根据自己的意愿选择真实世界和虚拟世界的融合程度,在各种模式间进行自由切换。从原理上来说,这些全新概念都可以归类在VR/AR概念中(图4)。可以预见,随着技术的发展,VR/AR技术将在未来相互融合,设备将能够智能地从一种模式转换到另一种模式,因此,本文对这些概念将不做详细区分,统一以VR/AR描述。   主流虚拟现实和增强现实产品方案 1、基于双目视觉的VR/AR 产品 以美国谷歌公司的DaydreamVR、三星电子的Gear VR、HTC 集团的HTC Vive、索尼电子的PlayStaTIon VR 以及Oculus 公司的Oculus Rift 等多种头戴式VR产品为代表的双目视觉VR产品,是当前最为主流的VR 显示系统,其主要目的是创造沉浸式的立体体验。其原理如图5所示,有2种主要实现方法,图5(a)为菲涅尔透镜解决方案,是当前最为常见的方案。VR产品中两块屏幕(或一块屏幕的左右两部分)显示两幅稍有不同的图像,经过菲涅尔透镜后到达人眼。两幅稍有不同的图像经过大脑处理后融合,给人以立体的沉浸感受。图5(b)为柱透镜解决方案,在常用VR产品中已不十分常见。待显示的图像经过处理后,得到对应于左右两个视角的不同图像。将得到的图像在显示屏上以一定规律排列,使左右视角对应图片分别进入人眼,经过大脑处理后融合,便可获得立体体验。 以微软Hololens、Atheer 为代表的双目视觉AR 产品,其基本原理与双目视觉VR产品十分相似。不同的是,当双目视觉原理应用于AR产品时,需要保证人眼看到显示器显示图像的同时能够看到外界环境。为了达到这一目的,可以通过设计光路使显示虚拟环境的屏幕与观察真实环境的视窗互不重合,也可以直接采用透明的显示器件使虚拟场景和真实环境均可以通过显示器件。图6展示了一种使用波导器件和全息光学元件(holographic opTIcal elements,HOE)的AR 产品。微显示器加载需要显示的图像,通过自由曲面元件耦入波导,并传播至全息光学元件处。全息光学元件既可以让外部环境光线进入人眼,也可以使经波导入射的光线衍射进入人眼,并最终实现虚拟场景和现实场景的叠加。 为了获得现实中的运动视差效果和遮挡效果,使VR/AR体验更为逼真,基于双目视觉的VR/AR产品常常需要在重力感应器和陀螺仪等元件的配合下才能正常使用。然而,使用该类型产品时,由于人眼的会聚点和调焦点不在一起,不可避免地会产生辐辏—调焦冲突(图7)。长期佩戴该类产品,可能会感到眩晕、疲劳等感觉,使用感受不是十分理想。 2、基于光场显示技术的VR/AR 产品 以Magic Leap 公司的Magic Leap One 为代表的VR/AR产品运用的是光场显示技术,其原理如图8所示。为了获取待显示图像的光场信息,一个由众多微透镜组成的透镜阵列被放置于场景和相机中间;每个微透镜均能形成待显示图像不同方位视角的微小图片;当透镜阵列中微透镜的数量足够多,相机像素足够小,可以认为相机记录的是待显示图像经过微透镜阵列后的光场信息;根据光路可逆原理,当这些微小图片经显示器件加载并再次经过透镜阵列后,便可以恢复记录的待显示图像。 基于光场显示技术的VR/AR产品无需相干光源,可以显示动态三维图像。与基于双目视觉的产品相比,基于光场显示的产品具有更好的运动视差和遮挡效果。然而,使用一般的显示器件时,产品分辨率比较低,深度范围也比较小。Magic Leap的创新之处在于使用了一种名为fiber opTIc projector的核心技术。这种“投影仪”与传统意义上的显示器件相比尺寸小且功耗低,因此Magic Leap One可以显示出比市面上其他基于光场显示的VR/AR产品更高分辨率的图像。但目前仍旧没能完全解决分辨率下降和辐辏—调焦冲突等问题。 基于全息光学的VR/AR 解决方案 全息技术的原理 为了解决基于双目视觉与光场显示技术的VR/AR产品解决方案的不足之处,基于全息光学的VR/AR解决方案目前受到了更多的关注。全息技术是一种利用干涉条纹实现三维物体再现的技术。干涉条纹中的振幅和相位信息,在参考光的照射下,可在空间中完整重建。由于重建的是物体的“全部信息”,因此这种技术被形象地称为“全息术”。全息光学完整工作流程分为“干涉记录”和“衍射再现”两步,其原理如图9所示。 假设物光波和参考光波分别用O(x,y) 和R(x,y) 表示,它们在全息记录面干涉叠加后,光强分布式为 I(x,y)=|O(x,y)+R(x,y)|2=O(x,y)2 +R(x,y)2 +O*(x,y)R(x,y)+O(x,y)R*(x,y)(1) 式中,O(x,y)2 和R(x,y)2 只包含强度信息,不包含相位信息,可以被视为常数项,与待显示图像的重建无关;O*(x,y)R(x,y) 和O(x,y)R*(x,y)既包含强度信息,又包含了相位信息,能将物光波的场分布转换成干涉条纹的强度分布,被称为干涉项,将参与待显示图像的重建。其中,O(x,y)R*(x,y) 参与重建的光场信息和原物光波O(x,y)比较,仅仅是振幅信息不同,相位信息完全相同,因此观察者可以通过观察这一部分光场信息,发现待重建图像的虚像;O*(x,y)R(x,y) 和O(x,y)R*(x,y)对称共轭,观察者通过观察这一部分光场信息,可以看到待重建物体的实像。 计算全息技术 在某一全息系统中,若全息图的记录、重建过程都是通过光敏材料实现,则这样的全息系统称为光学全息系统。然而,由于实验中使用的胶片等光敏材料多为一次性材料,一般不可反复擦写。实验过程中,只要实验台稍微晃动,就可能导致干涉条纹出现偏差,从而影响重建像的准确性。此外,实验完成后,为了得到全息图,还需对胶片采取显影、定形和晾干等措施,较为费时费力。随着计算机软硬件技术的快速发展,计算机技术渐渐可以代替全息干板实现干涉条纹的记录,这种技术被称为计算全息技术,由Kozma等在1965年提出。计算全息优点主要体现在3个方面:第一,通过计算机生成全息图,避免了全息图记录过程中实验环境、实验操作因素对于全息图质量的影响;第二,生成的全息图可以存储为各种图片格式,与光学全息相比,全息图的复制、传播和携带都更加容易,并且随时可以使用计算机再现验证全息图的正确与否;第三,计算全息既可以记录实际物体,也可以通过Auto CAD、SolidWorks等三维建模软件记录实际并不存在的物体,对于待重建物体的选择拥有极高的自由度。而在衍射重建过程中,为了加载全息图,计算全息技术常常需要配合空间光调制器一起使用。 用于VR/AR 系统的计算全息装置示意如图10所示。待显示虚拟场景的全息图经驱动装置上传至空间光调制器。当参考光照射空见光调制器时,衍射光场可以经分束镜到达人眼。而外界真实环境则通过分束镜的另一通光方向进入人眼。 基于全息技术的三维显示方案系统紧凑、无串扰和深度反转、不存在机械运动部分,是当前较为理想的VR/AR解决方案。双目视觉方案、光场显示方案以及全息光学方案可以提供的三维视觉感知信息如表1所示。可以看出,全息光学VR/AR方案可以提供所有类型的三维视觉感知,并且不存在辐辏—调焦冲突,具有十分良好的观看体验,是当前备受认可的VR/AR方案之一。 基于计算全息技术的VR/AR 新发展 由于现有的运用空间光调制器来进行全息显示的技术空间带宽积受限,呈现图像的尺寸和观察的视场角都较小,目前硬件的计算能力也仅能支持较小尺寸或较小视角的实时全息显示。相比之下,将全息与近眼显示相结合,只对眼睛的视场里显示相应的信息,可以提高光学重建和减轻计算的负担,提高信息的利用率。 2014年韩国庆北国立大学Moon等提出了以LED为光源的彩色全息近眼显示系统的模型,并证明了它的可行性。该系统是由两个单目系统组成的双目系统,为了使结构设计更加紧密,LED光源被耦合到多模光纤并传输至显示模块,除去光源部分,光还需经过空间光调制器和傅里叶滤波器以及目镜,最终在观察者眼前成像(图11)。 2015年剑桥大学的Chen等在提出运用层析法来进行计算全息图计算后,运用头戴式显示器的概念来验证新算法的计算效率和显示图像的交互功能,并搭建了模拟光路进行实验。该系统的原理如图12所示,由空间光调制器显示的计算全息图经由4f 系统在人眼瞳孔位置成像。在实际实验中,在两个透镜之间还放置了物体来消除零级衍射光线,防止其聚焦在错误的位置损伤眼睛,从而保证了观察者的眼睛安全。 2017年北京理工大学刘娟团队提出的透视型三维近眼显示系统,利用全息光栅作为频率滤波器来提高显示图像质量。光栅滤波器实际上作为4f 系统中频域上的加法滤波器,4f系统中的输入平面上是以一定间隔上传到空间光调制器上的2个全息图,当2个全息图之间的距离和光栅的周期满足一定条件时,就可以在4f系统的输出平面得到2个全息图生成的复合场,重建的波前传输一定距离后就可以得到较高质量的重建图像(图13)。该团队制作出了这个近眼显示装置并进行了一系列实验,证明了该系统能够生成具有深度信息的三维图像,并且可以佩戴和观察。 2017年剑桥大学微软研究院Maimone等提出了基于相位型全息显示的虚拟现实和增强现实技术。在对已有技术的拓展中尝试实现了可变焦和大视场的彩色全息近眼显示。分别对该项技术在显示高分辨率彩色图像、单像素变焦控制与扩大视场角等方面的优势进行了实验验证,图14为验证大视场与可变焦系统的实验光路与实验结果。 全息光学VR/AR 方案面临的挑战 全息图生成算法 基于全息光学的VR/AR系统在算法和硬件两大领域均要面对许多挑战。其中,在算法领域,加快计算全息图生成速度就是首先要面对的重要问题。 点源法和面元法是生成计算全息图的最基本算法。具体的方式是三维物体被分成许多点或平面基元,提供了三维场景的精确几何信息。然而,VR/AR系统中需要显示的三维场景信息量巨大,如果采用点源法或面元法生成计算全息图,将会耗费海量的计算时间,且对计算机硬件性能的要求也十分苛刻。1995年,Lucente提出了查表法(look-up table,LUT),该方法首先计算出物空间内每个点光源在目标平面形成的干涉条纹,再将条纹结果存入查找表中。对物体进行全息记录时,只需将物空间中各点与表中结果进行匹配并叠加即可,省去了一次又一次重复计算的过程,加快了计算全息图的生成速度。但是,查表法对计算机的存储容量和读写性能要求太高。随后,Tomoyoshi、Kim和Nishitsuji等分别从不同角度改进了查表法,提高了查表运算的效率。此外,OpenCL、FPGA、分布并行处理和阵列计算等硬件加速技术近年来的快速发展也为点源法速度提升创造了条件。从现有的研究结果可以看出,硬件加速后的点源法计算速度大幅提高。同时,这些硬件加速算法对于计算机硬件的要求也变得越来越高。 为了解决点源法和面元法的计算速度问题以及查表法对于硬件的依赖问题,Trester等提出了层析法,这种算法首先需要对重建物体在空间分层得到一系列平面信息,再对所得平面信息依次进行傅里叶变换得到计算全息图。随后,Sando等、Bayraktar等、Chen等和清华大学的Zhao等从不同方面改进了层析法,解决了计算全息图生成过程中计算量庞大、计算速度慢的问题。然而,多数基于层析法的计算全息图生成算法有傍轴近似,在近距离光学重建质量会降低,在大数值孔径系统中计算误差会更严重。此外,三维场景平面的采样间隔和全息图平面上的采样间隔不同,采样间隔与计算距离和波长相关。很多算法被提出用来解决采样间隔的问题,例如菲涅耳卷积算法,移动菲涅耳算法和多步菲涅耳算法,然而这些算法增加了运算量。 Li等和Shaked等使用的立体透视法是计算三维场景计算全息图的另一种解决方案。这种算法的特点是将多视图投影原理用在了三维场景的获取上。该方法通过数码相机或者计算机获取三维场景各个角度的投影,并在所得的一系列二维图像上加入角度偏置,反映二维图像的位置信息。随后对上述带有角度偏置的二维图像做快速傅里叶变换,并在全息面叠加、编码,最后得到三维场景计算全息图。立体透视法获得各个角度投影图的过程方便、快捷,计算过程也较为简单,适合用于虚拟物体的全息图计算。但是,因为在获取实际物体各方向的投影信息时,常常需要透镜阵列的配合使用,导致了可投影的角度范围较小。因此,该方法不能用于大场景物体的重建。 空间带宽积的扩展 对于基于全息原理的VR/AR系统,其图像显示效果仍然很大程度上受到空间光调制器特性的制约,其中最为突出的问题,就是空间光调制器的像素总数决定了显示系统的空间带宽积,限制了系统能呈现的数据总量,从而影响了三维图像的分辨率。为了增加系统的显示效果,研究者一般采用空间光调制器拼接技术来扩展显示系统的空间带宽积。2008年,韩国国立首尔大学Hahn等使用空间光调制器阵列扩充了显示系统空间带宽积并扩大了显示的视场角;2013年,新加坡数据存储中心Lum等使用8&TImes;3的空间光调制器阵列,将全息图的总像素数拓展37×107像素。尽管空间光调制器拼接技术能够有效提高显示系统数据量,获得质量较高的动态三维场景重建效果,但是阵列系统往往结构比较复杂,而且价格昂贵。因此,使用空间光调制器阵列实现三维显示还面临成本和技术瓶颈。 除了空间光调制器拼接技术,新材料技术的涌现为基于全息光学原理的VR/AR系统扩展空间带宽积提供了新的思路。2008年Tay等在《Nature》发表了美国亚利桑那大学的在全息三维实时显示领域的研究进展,实现了基于一种大尺寸可刷新的光折变聚合物全息显示屏。2013年,Smalley等在《Nature》发表了“基于各向异性漏光模式耦合新型空间光调制器”,克服了现有空间光调制器的功能局限,实现偏振选择、衍射角度扩大等功能。2015年,Gu等在《Nature Communications》上发表了“基于石墨烯材料开发的宽视角全彩色三维显示技术”,该技术可以实现亚波长尺度的多波长光学波前调控 2016年Wang等提出了一种基于超构表面的全息显示。该器件中的核心材料可以被用作相位调制介质。当温度介于熔点温度和玻璃转移温度之间时,正常的Ge2Sb2Te5(GST)材料会从非结晶状态转变为晶体状态。在这种温度条件下,若有短脉冲高能量飞秒激光照射GST材料,被照射的像素点会相应地转变回到非结晶状态。这两个状态的GST材料具有非常明显的折射率区别。若按照需求逐点改变像素折射率,完整的全息图或者三维光场信息就可以被写进材料中。而且,如果使用一束比写入信息的飞秒激光能量更强的飞秒激光照射GST材料,原先写入的信息就可以被完整地擦写掉(图16)。 将材料GST用于全息三维显示时,具有现存选择性激光熔化(selectivelaser melting,SLM)无可比拟的优势:(1)改材料最高光能利用率可达99%以上;(2)其像素间隔可以小至0.59 μm,可以带来非常大的衍射角度,使图像的显示范围更广。但是,该材料的不足也比较明显:(1)它对于制作和装配的精度要求极高,微小的误差会明显降低显示质量;(2)GST材料目前的刷新效率还比较低,暂时不能完成高分辨率的实时三维显示。 从学术界对于新型纳米复合材料和新型光学调制器件的研究态势来看,未来将会是革命性材料与器件大展身手的时代。上述体全息光学技术基于体光栅的布拉格选择性,可进行波长、角度、偏振等多种复用记录信息。同时,体光栅本身携带三维物体的相位信息,经全息再现可实现三维显示,有望成为下一代高密度三维记录和高分辨率三维显示技术。 结 论 从VR/AR产业现状及发展趋势、VR/AR产品主流显示技术方案、VR/AR技术与全息光学的结合点以及基于全息光学的VR/AR产业面临的挑战等4个方面分析了全息光学VR/AR产品的发展趋势,并得出以下结论。 1)VR/AR产品被认为是最有可能成为“下一代计算平台”的产品,但仍存在硬件成本高、产品售价贵、内容质量偏低和市场容量较小等问题。随着技术的进步、价格的下降以及内容的进一步丰富,VR/AR产业一定会在将来迎来更大的发展。 2)主流VR/AR方案主要可归为双目视觉类型和光场显示类型。其中,双目视觉类型VR/AR产品会产生辐辏—调焦冲突,可能会让人有眩晕、疲劳等感觉;光场显示类型VR/AR产品也存在分辨率下降问题和辐辏—调焦冲突等缺点。 3)全息技术的三维显示方案系统紧凑、没有串扰和深度反转、不存在机械运动部分,被认为是当前较为理想的VR/AR解决方案。将全息与近眼显示相结合,只对眼睛的视场里显示相应的信息,可以提高光学重建和减少计算的负担,提高信息的利用率。 4)在基于全息技术的VR/AR解决方案中,加快计算全息图生成速度和扩展显示系统的空间带宽积是当前面临的两大挑战。改进算法技术、使用革命性的材料与器件,将是全息VR/AR的发展趋势。

    时间:2020-07-12 关键词: ar vr

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    中国的机器人产业“高原”已经形成

    作为新一轮产业变革核心驱动力之一,人工智能将进一步释放科技红利,重构经济生态中的生产、分配、消费等环节,并推动经济结构重大变革。 目前,中国制造业通过应用人工智能技术,已经开始实现生产关键工序的智能化、精准化,为中国制造迈向产业链中高端提供了坚实的技术保障。比如,随着工业机器人产业的加速发展,以及与人工智能技术的不断融合,中国智造取得了长足进步。 据统计,去年中国规模以上高技术制造业、工业战略性新兴产业和装备制造业增加值分别增长13.4%、11%和11.3%,比规模以上工业增加值增速快6.8个、4.4个和4.7个百分点。机器人等新兴产业的迅猛发展,有效拉动了这些产业的用工需求持续增长。 如今,“机器换人”已经成为制造业的发展潮流,大幅提升了中国制造的生产效率。以制造大市东莞为例,从2014年9月至2017年1月,东莞申报“机器换人”专项资金项目共2698个,新增设备仪器76315台(套),减少用工近20万人。由此可见工业机器人对中国制造业的变革作用。 当前,中国机器人产业需求旺盛,市场高速增长,且基本形成较完整产业链。更为重要的是,中国机器人产业正在以智能化为发力点,加快向中高端、多领域发展,产业发展空间和潜力巨大。数字印证了这一趋势:2017年全球机器人市场规模将达232亿美元,2012年至2017年平均增长率接近17%。而今年中国机器人市场规模据预测将达62.8亿美元,2012至2017年平均增长率达到28%。 与此同时,除制造领域之外,随着大数据、云计算、人工智能技术的飞速发展,中国生产的智能服务机器人已经延伸到家居、医疗康复、教学研究、抢险救灾等各个领域。许多过去不可想象的“科幻”场景,如今都已进入寻常百姓家,成为人们生活中再常见不过的场景。 通过以上数据,我们基本可以得出一个结论:中国智能机器人产业发展迅速,为制造业变革以及民生服务的升级起到重要作用。 然而,我们也要注意机器人产业中“高原辽阔”却缺少“高峰”的问题。目前,中国机器人产业的短板与瓶颈依然不容忽视。比如,从用户体验上来看,中国机器人的智能化及灵巧水平不足,在视觉、触觉、决策、预判等方面与美国等国的机器人产品还有一定差距。更为重要的是,中国服务机器人上游关键元器件的原创性不够,依然严重依赖进口。 人才问题也是瓶颈。数据显示,截至2017年6月,美国共有1078家人工智能企业,员工数量为78700名;中国则只有592家人工智能企业,员工数量为39200名,约为美国的50%。而在芯片等核心领域,美国员工人数更是中国的13.8倍,这意味着,中国在技术领域的人才实力还较大幅度落后于美国。 在国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中,曾提出“到2030年成为世界主要人工智能创新中心”的战略目标。实现这一目标,发展智能机器人产业是重中之重。毫无疑问,中国的机器人产业已经站在世界前列,“高原”已经形成。然而,只有突破关键技术,留住关键人才,不再被外国企业“卡脖子”,才能真正形成“高峰”,让中国真正成为机器人强国。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • 英国酒吧惊现人形机器人!让你真假难辨

    英国酒吧惊现人形机器人!让你真假难辨

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    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • AI机器人代替人类做警察会是什么样的场景

    AI机器人代替人类做警察会是什么样的场景

    最近几个月,军用AI和主动攻击型武器的问题闹得沸沸扬扬,很多AI研究者联名反对这项技术的军事化。 但令人无奈的是,AI的很多特征确实能够与极端情况和复杂环境相结合,类似技术很难在民用市场找到落脚点,军用AI也就顺理成章作为了技术加持的方向。但是换个角度想想,如果军用AI容易引发普遍恐慌,那么切换到警用会不会好很多? 用AI来加持公共安全,提升警方的工作效率,似乎是个不错的主意? 当然,我们距离经典的《机器战警》还有很长的路要走。但在我们平时很少关心的警用技术世界里,AI从未缺席。甚至很多非常前沿,有点科幻味道的技术已经投身到了实战中。 就像众多AI应用领域一样,在AI+公共安全的旅程上,争议和焦虑感也是必不可少的话题。今天让我们来盘点一下警用AI的发展方向、层次和背后引起的争论。 在很多警匪片中,我们经常会分不清卧底和警察。说不定未来某一天,我们会分不清执法的是真人警察还是AI警察。想想也是怪有意思的。 工利其器:从警具开始的AI进化 罗马不是一天建成的,AI警察也不可能马上取代人类。 在现实里,AI的首要任务是升级警察叔叔手里的警具,让他们不用那么辛苦… 美国电影中,警察用发射带电飞镖的泰瑟枪制服嫌犯(有时候是主角)的画面可谓深入人心。而泰瑟枪的制造商Axon如今已经开始了全面的AI化转型。 比如他们就把AI技术用到了执法记录仪中。 已经被美国多地警方装配的AI执法记录仪,可以通过摄像头背后的算法识别和分类功能,来对执法信息进行全自动编辑和存档。这个功能原理等同于我们手机中的图片识别,但要建立在海量数据库和针对警用信息的强化机器学习基础上。有了这个能力,执法警员就不必再对拍摄的资料进行大量剪辑、归档,从而节省下工作时间。 依靠警用设备起家的Axon,如今已经将企业目标全面设定为AI化。他们希望通过AI带来的识别、判断和主动分析能力,来取代警察所有的文书和资料编辑工作。 假如你觉得只是取代文书工作不太给力,那当然还有更强悍的。比如用AI来配合审讯。 日立和麻省理工合作推出过一个AI摄像头解决方案,可以精准识别出被拍摄人的心跳、脉搏等数据。这项技术的一个应用场景就在在审讯时监控嫌疑人的生理状况和面色变化等,并得出嫌疑人可能说谎或者精神高度紧张等结论。 这项技术的价值在于它并没有收集太多嫌疑人资料,而是将一个审讯员察言观色的能力集成到了AI上,为审讯提供辅助。当然了,目前这类技术才刚刚开始。 还有一个很大的市场,叫做警车。 就在不久之前,美国媒体披露福特申请了一项新的自动驾驶警车专利。 根据相关信息,福特的新警车不仅能够自动驾驶,还可以通过车载摄像头和传感器去发现街上其他车辆的违规信息,同时它还能连接到公共摄像头等设备,组成立体化的车辆自动执法体系。 根据专利信息,这种自动警车可以在不用人类介入的情况下自己开出罚单,甚至还能根据事态来主动追踪甚至跟踪嫌疑车辆。 你的违章罚单竟然是一辆车给开出来的,这听起来够神的吧?然而福特只是自动驾驶警车众多玩家中的一个而已,随着自动驾驶产业的深入,更高应用度的警用车市场恐怕是兵家必争之地。 我是城市的眼睛和耳朵:摄像头背后的超级AI警察 以上说的那些AI,放在警匪片里显然都是配角。但是演主角的心是每个人都有的,AI大概也不例外。 如果AI能够为我们做一些人类警察做不到的事情,那么它们当然也就顺势上位了。比如说,同时看完城市中无数个摄像头的拍摄数据。在城市摄像头网络与公众安全这幕大戏中,AI已经准备作为一名“超级警察”粉墨登场。 城市摄像头背后的AI,第一个任务当然是从人海中找出逃犯。记得当年抓周克华的时候,警方出动了大量警员日夜不停的看监控,假如AI能够快速完成这项工作,那当然一大善举。 以今天人脸识别的完成度,近距离认出逃犯数据已经毫不困难。难点是要在城市摄像头拍摄到的人山人海中精准识别出某个人脸数据。比如欧洲一个叫做Indect的摄像头+人脸定位项目,就号称能在足球场定位观众席里的嫌犯。用摄像头+人脸识别抓捕逃犯的技术在中国也得到了飞速发展,很多机器视觉公司提供类似的算法解决方案。 另一个摄像头背后的AI安全应用,是预判人流密集度,从而实时示警引导人群疏散。我们这样的人口大国,在人群密集时发生踩踏事故是重要的社会安全隐患。用AI识别人流拥挤程度是有效的解决方案。在今天中国很多一二线城市里,城市摄像头背后的AI预警装置已经开始上岗工作。 与人流控制相似,车流控制也是城市安全AI的一个主攻方向。比如通过摄像头判断车祸发生从而第一时间报警,甚至通过车辆行驶轨迹异常来判断酒驾和疲劳驾驶。这些都已经在今天部分中国城市中得到了应用。 比较好玩的是,负责城市安全的警用AI不仅能“看见”,还能“听见”。 硅谷一个创业公司开发了名叫ShotSpotter的城市警用系统,它的能力是从通过城市里的麦克风,借助AI能力在复杂的城市声音中识别出枪声。一旦听见枪响,系统就会自动向警方报警,并准确定位枪击事发地。 当然了,能看能听之外,还能想就最好了。别急,这个AI也能。2016年,富士通与日本电子通讯大学公布了一个合作项目,内容是通过城市摄像头监控到犯罪事件之后,AI系统自动规划出警方案和警力调配计划。其算法包括就近警力分配原则、预判嫌犯逃跑路线,还能设计出封闭道路和设置路障的方案。目前这个系统在人口密集、地形复杂的东京,已经可以五分钟内给出一个警力调配方案。 躲在摄像头背后的AI警察,已经开始在全世界上班,注视着城市的一举一动。假如你觉得这还是不够厉害,那……预测犯罪了解一下? 《少数派报告》看过没?大预测术已经在路上 不知道今天提《少数派报告》是不是一件暴露年龄的事…但一说到AI预测犯罪,还是会首先联想起电影里的“先知”系统。 现实世界里的预测犯罪系统没那么神,但它的前沿研究已经在某种程度上开始向着玄学荡漾… 提起预测犯罪,就不能不提到警用科技界赫赫有名的PredPol公司。虽然IBM、摩托罗拉等企业都涉足预防犯罪系统这个市场,但2012年才建立的PredPol已经覆盖了全美上百个地区的警局,在降低犯罪率上给出了很强势的数据反馈。 PredPol的业务说起来没那么神秘。它的基本逻辑是根据过往犯罪率曲线,和不断变化的犯罪事件时间、地点等数据,通过一个大数据分析算法,来得出哪个街区犯罪事件高发、哪条街道抢劫事件较多、哪个时间段城市比较危险这样的数据结论。从而指导警方调整巡逻路线和巡逻时间,把更多警力投入到犯罪率偏高的时间地点上去。 这事好像听起来也没什么,任何警员肯定都知道重点巡逻这件事。但以前重点巡逻靠的是个人经验,而且整个警队难以统筹协调。PredPol在6年间扩大了几十倍的使用率,已经在某种程度上说明了这种“犯罪预测”是有效的。 类似方案已经开始从美国拓展到其他国家。比如前几天日本神奈川县警方刚向财政部门申请研究经费,希望能为2020年东京奥运会建立一个预测性治安体系。结合大数据体系和AI分析能力来设定更严密的安全保护机制。 如果觉得已经投入使用的系统不够神,那我们应该看看更前沿的研究。PredPol最早并不是一个警用科技创业项目,而是两名科学家的研究成果。其中一个站在PredPol背后的男人,就是加州大学洛杉矶分校的杰夫·布兰汀汉姆教授,他是今天“预测犯罪”领域的先驱和代表人物。 不久之前,杰夫·布兰汀汉姆团队在名为《ParTIally GeneraTIve Neural Networks for Gang Crime ClassificaTIon》的论文中提出了这样一种设想:用深度学习网络来识别帮派犯罪的特征,从而将帮派分子从人群中识别出来。 事情到了这里,大概有一点“科幻”的味道出来了。 在布兰汀汉姆团队的研究中,他们收集了洛杉矶警局2014年到2016年所有关于黑帮犯罪的数据,输入到一个深度学习神经网络中,由算法自动生成对于帮派犯罪的特征理解和行为框架。很多案件中缺失的证据环节也将有AI来主动补完。经过长时间的训练,AI开始掌握了一套对帮派犯罪和黑帮分子的独特理解。回到现实中,当警方把新的嫌犯信息输入进AI系统后,就可以由AI来判断该人是不是参加了帮派组织和帮派犯罪。 布兰汀汉姆团队提出的城市时空犯罪预测模型 研究人员表示,这项研究的未来目标是在缺少很多数据的情况下,依旧能判断嫌疑人是否参加了帮派……可以说是非常激进的技术了。 千万不要以为这项技术仅仅是科学家搞着玩的,人家可是明确拿到美国国防部的资助,目标是以时空博弈论和机器学习技术打击极端主义。在帮派犯罪预测之后,布兰汀汉姆团队还将在具体犯罪种类预测和实时预测犯罪上展开进一步探索。 显然,不管你愿不愿意,AI预测犯罪的“大预言术”已经向现实逼近。而一路伴随他的,是关于隐私、歧视和不靠谱的争议。 要安全还是要隐私:警用AI的原罪博弈 去年,谷歌曾经发长文指出,中国某高校用人脸数据来预测罪犯的研究十分不靠谱。原因是这项研究分析了犯罪分子数据库,从而得出了“某种面部特征的人更容易犯罪”,显然是把两种不相关的信息强行结合到了一起。 这场类似于“相面”的AI闹剧告诉我们这样一种可能:我们太想知道未来,也过分愿意做数据归因。很多看似神奇的结果,可能都是在这两种有问题的心理下被强行得出的。 比如就有批评者指责上文提到的AI帮派犯罪预测。由于其数据来源完全是洛杉矶警察局提供的案件信息和警察得出的结论。那么AI想要判断准确,就必须建立在洛杉矶警察局所有判断都正确的基础上,而对于帮派犯罪来说,这显然不可能。 数据关系之间的牵强,让很多预测类的警用AI从一开始就备受质疑。而其深度学习过程中的黑箱性也是观察家和民众批评的焦点:研究者都不明白AI是怎么预测犯罪的,居然就敢说我有问题? 更无奈的是,技术问题还仅仅是警用AI科技面临的第一重困境而已。向上一层则会撞上非常难办的歧视问题和隐私问题,在道德困境面前,技术会更加束手无策。 比如说前面说过的AI预测重点巡逻地区。这件事在日本还没开始,就已经有媒体提出这很有可能加大警方对某几个具体区域的巡逻强度,从而让这个区域的居民和店铺产生不满。 在美国这种不满早就洋溢出来了,2016年美国公民自由联盟曾经联合十几个人权组织发表声明,认为警方用AI作为巡逻,甚至审讯和逮捕的工具并不恰当。其背后隐藏着警察系统对某些社区甚至某些族裔居民严重的偏见。 也有媒体比较阴谋论地认为,加州很多城市的警方过度热爱搞一下AI预测犯罪的技术,或许含有警方希望在缺少或者没有证据的情况下实施执法的可能。 而关于隐私的争论就更严重了,城市摄像头追逃按说已经是比较“温柔”的技术,但还是有很多声音批评这些能够高高在上认出街上每一个人的技术,其实是对居民隐私的破坏。“不被认出来”也是隐私权力之一,更何况数据如何应用居民也无法自主。 当警方手里的识别工具越来越强力,犯罪分子的活动空间当然会越来越小,但普通居民感到的隐私压抑感也会随之上升。在AI识别能力爆炸式发展的今天,这可能会是一个无法圆满解释的矛盾。 在警用AI科技领域,强调公众安全还是强调居民隐私,优先考虑技术的妥善度还是应用效率,处在一场无止境的博弈里。 AI从来都是一把双刃剑,这点在安全领域给人的感受尤其明显。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人 AI

  • 井松自动化开发视觉移动AGV机器人,让物流程序更智慧

    井松自动化开发视觉移动AGV机器人,让物流程序更智慧

    物流,简单地说就是“实物分配”或“货物配送”。在普通人眼中,这个行业无非是将物品从一处运输至另一处。实际上,物流系统包括将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等程序。在合肥,一家名叫“井松自动化”的企业,让物流程序更“智慧”。该企业自主开发的视觉移动AGV机器人,彻底解决了传统AGV运行轨迹的各种问题,在全球自动化立体仓库设备制造领域扬起中国制造“风帆”。 为客户量身定制自动化立体仓储 成立于2007年的井松,主营业务是研发、生产自动化仓储物流设备。十余年成长,这个企业已经成为行业内屈指可数的标杆。什么是井松自动化的成功之道?在井松团队负责人姚志坚的眼中,答案是为客户定制人性化的服务。 自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成,可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。不同领域的企业都有着不同的工艺流程,企业的物流系统组成虽然大同小异,但是具体到每个项目却是千差万别的,必须提供量体裁衣式的个性化服务。 井松在济南实施的某传统铸造企业的项目,就结合铸造行业供应链的特点进行了一些理念上的创新。用户企业在刚开始接触时,提出的需求就是做一个自动化的仓库,生产好的成品和原材料运进来后先存放在仓库里,等需要的时候再取出来。但是在设计这个项目时,井松着眼于整个厂区的生产物流管理,将仓库规划成了整个生产线的中心,生产工艺紧密围绕仓储来进行布局,通过各种“上天入地”的自动化输送设备和数据采集接口,结合后台的软件系统,实现了自动送料和生产计划的实时动态管理。 专注研发打造行业领先设备机器人 扫地机器人,是市民家中最常见的智能机器设备。2017年,井松自主开发的视觉移动AGV机器人,彻底解决了传统AGV运行轨迹的各种问题,在全球自动化立体仓库设备制造领域扬起中国制造“风帆”。相比家用扫地机器,视觉移动AGV机器人就是“大个子”。可承载500公斤的它能够自由灵活地穿梭在仓库中传递材料和工具,行驶全靠“大脑”而非地标。 出生于1965年的姚志坚,是上世纪90年代的科大学子。毕业后的他在一家国企单位任职,从事自动化专业研发。2007年,他和朋友成立了井松自动化开始了创业之路。如今,井松已经培养了一支近40人的技术研发队伍,每年将不低于5%销售收入的资金投入研发,并跟中国科学技术大学、合肥工业大学等高校与科研院所建立了长期合作关系。 人无我有,一直是井松企业发展的目标,视觉移动AGV机器人就是井松的“代表作”。这个基于三维视觉识别的机器人是井松和三十八所共同研发的,相比现在市面上的AGV产品具备更高的智能水平和更灵活的操作能力。“比如遇到障碍物能够重新规划路径以主动避让,能够针对不规则或摆放不整齐的物料完成装卸货等动作。井松本身并不具备视觉识别方面的专门人才,而三十八所的视频感知研究中心拥有专门研究这个方向的博士,因此我们选择了合作研发。” 除了在堆垛机、穿梭车等传统自动化物流设备上不断推陈出新、推出更高性能的产品以外,井松还在国内率先推出了空中单轨小车(EMS)、激光导航AGV等新式物流装备并加以产业化。 城市创新氛围助力企业未来发展 从中科大毕业留在合肥工作,到携手伙伴创业,姚志坚的职业轨迹从来就没有离开过合肥。如今扎根新站,他对井松的未来充满期待。“视觉移动机器人的出现,是行业发展过程中的一个里程碑,但是,我们相信,井松未来还会继续研发创造出更好的产品。” 井松是新站“土生土长”的企业,目前企业新址正在建设中,全体员工“蜗居”在一个四层小楼里。未来,与井松自动化比邻的均是京东方、晶圆等龙头企业。“落户新站以来,政府服务为企业发展提供了非常多的帮助。”在姚志坚看来,除了政策福利之外,软性的营商环境对于企业发展也是“功不可没”。“企业需要什么,什么时候需要,政府时时派人对接服务到位。”

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

  • 美放宽出口限制,武装无人机等武器搞“直卖

    美放宽出口限制,武装无人机等武器搞“直卖

    美国政府19日发布新政策,放宽对武装无人机及其他常规武器的出口限制,加快审批速度,以扩大武器出口。 【搞“直卖”】 新政策将取消美国军工企业直接对外出售武装无人机的限制,外国政府可直接与美军工企业交易,而不再需要经由美国政府。不过,美国政府仍监管这些交易。 “政府的无人机系统出口政策将为美国企业创造公平竞争环境,允许他们与获授权的盟国和伙伴直接交易、提高销量,”白宫国家贸易委员会主任彼得·纳瓦罗说。 武装无人机可装备导弹等武器,应用日益广泛。美国武装无人机出口此前受武器出口政策限制。路透社报道,美国工业巨头德事隆公司、克拉托斯防务与安全解决方案公司有望因新规受益。 在美国智库史汀生中心常规防务项目主任蕾切尔·斯托尔看来,新政策表明美国出售大型武装无人机的方式发生“根本性转变”。 以美国国务院官员为消息源报道,出口武装无人机的完整政策和潜在买家仍然保密。政府消息人士此前说,北大西洋公约组织成员国、沙特阿拉伯、日本、韩国可能借此进入购买武装无人机的快车道。 【推“美国造”】 作为美国总统唐纳德·特朗普的贸易顾问,纳瓦罗主导这次武器出口政策调整。 “需要美制武器的伙伴们将更有能力与我们并肩战斗,最终能够以更少的美国驻军更好地保卫自己,”他说。 纳瓦罗说,新政策凸显特朗普一直以来的信条,即“经济安全就是国家安全”,旨在巩固制造业和国防工业基础,提升美军工企业全球竞争力。 预计,美国顶级防务承包商将成新政策最大受益者,包括波音公司、洛克希德-马丁公司、雷神公司、通用动力公司和诺思罗普—格鲁曼公司。 美政府官员说,武器出口限制政策调整将视美国的经济利益为首要考虑因素。政府考虑向那些想要购买美国武器却无力支付的外国政府提供帮助。 特朗普上台以来多次要求盟国从美国购买更多武器。纳瓦罗说,特朗普把“美国优先”作为武器出口政策的核心。“事实就是,我们的同盟和伙伴想买‘美国制造’。” 【引担忧】 新政策下,美国出口武装无人机仍须经过政府评估,受国会审查,所有无人机出口应符合美国对国际社会做出的防扩散承诺。 据报道,数以百计甚至数以千计平民在美国无人机袭击中丧生。一些人权团体一直要求美国强化对军售、尤其是武装无人机出口的限制。 美国官员辩解说,准确使用无人机让军事行动指挥官能够更加仔细地研究打击对象,实施精准打击,减少对盟国和平民的威胁。 美国高级外交官蒂娜·凯达诺说:“我们一直把精力集中在试图赋予我们的伙伴、海外的战略伙伴(在打击时)避免平民伤亡的能力。” 不过,美国参议院前员工、人权事务律师布里塔尼·贝诺维茨指出,尽管美国禁止向可能实施战争犯罪的对象出口武器,但“只要美国没有掌握(无人机)系统会被用于残暴犯罪的证据,(武器出口)交易依然可能引发对人权的践踏”。

    时间:2020-07-12 关键词: 无人机

  • 平顶山利用定制无人机监测污染源,助力“蓝天行动”

    平顶山利用定制无人机监测污染源,助力“蓝天行动”

    7月17日,平顶山市城乡一体化示范区环保局利用定制无人机,助力“蓝天行动”,有力地保障大气污染防治等工作任务的顺利开展。 据环境监测定制无人机技术人员介绍,该无人机可实时向地面回传PM2.5、PM10、CO、NO2等数值,对疑似污染源利用30倍变焦和高清摄像机进行同步拍照取证。 据示范区环保局局长常春茂介绍,在“散乱污”的排查和空气污染物的分析中,无人机具有性价比高、携带便利、操作简单、反应迅速、覆盖范围广泛、无死角拍摄、航拍画面清晰、数据实时传输等优点。该区在辖区内选取了3个可覆盖全境的固定航拍监控点,通过单人操作航拍无人机,1个小时内就可以将辖区所有锅炉冒黑烟、施工扬尘、道路扬尘等大气污染行为尽收眼底,为实现快速有效处置提供了第一手证据。

    时间:2020-07-12 关键词: 无人机

  • 小候鸟与机器人智能大挑战

    小候鸟与机器人智能大挑战

    7月16日,由杭州市下城区天水街道与辖区单位联合推出的“银天书院”小候鸟夏令营开营。60位“小候鸟”和智能机器人展开魔方大挑战、人机互动,感受人工智能的魅力。    为期5周的公益夏令营期间,天水街道将充分整合辖区企事业单位和社会组织等多方资源,为“小候鸟”提供更专业的师资和丰富多彩的活动,让他们在爸爸妈妈身边度过一个安全又难忘的暑假。 “小候鸟”们与机器人展开魔方大挑战。 “小候鸟”们与机器人亲密互动。 机器人群舞让“小候鸟”们连声喝彩。 机器人群舞让“小候鸟”们连声喝彩。

    时间:2020-07-12 关键词: 机器人

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