支持XR的基础技术
支持XR的基础技术
2022/12/07
支持XR的基础技术
？
用科学的眼光来看，
社会关注的真正原因
XR 是什么？
它是 VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等的总称。它是指通过现实世界中不存在的感官信息（例如来自头戴式显示器）带来新体验的技术。在某些地方，它有时被用作“跨现实”或“扩展现实”的缩写，但这个词仍然含糊不清，尚未在学术上得到定义。自从它被引入商业世界以来，它已经变得广泛，有时被写成“xR”，其中“X”意味着变量。
XR 技术的使用在游戏和 SNS 领域不断发展，但它也开始应用于商业场景，例如电子商务、远程工作和专业工作培训。这次，我们向人类增强研究中心智能工作IoH研究团队的Takashi Okuma询问了XR的现状和未来前景，该团队致力于开发和利用XR技术来支持人类工作。
迈向现实与虚拟融合的时代
互联网上开始创建名为“Metaverse”的虚拟世界，并且还提出了连接多个Metaverse以及Metaverse与现实世界的“Interverse”。今后，预计现实空间和虚拟世界将在各种场景中融合，带来新的体验和生活方式。
让这一切成为可能的技术包括 VR 和 AR，它们的统称是 XR。在学术上，类似的概念是Paul Milgram在1994年定义的MR（混合现实），即真实空间和虚拟空间混合的领域。
XR 技术主要分为三种类型。
・感知、测量和建模环境和人类行为的技术，将现实世界带入虚拟世界
・创建数字孪生并对其进行可视化/模拟的技术
・头戴式显示器等技术可以在测量观察者眼睛方向的同时呈现虚拟世界
元宇宙是通过一种机制实现的，该机制允许将这些组合创建的空间在互联网上共享。
利用在游戏和SNS领域流行的XR技术
使用XR技术的Metaverse服务的一个例子是Meta Inc的Metaverse“Horizon Worlds”，它允许用户通过化身参与虚拟世界。 FORTNITE 是一款大逃杀游戏，据说拥有 35 亿用户。*1'' 享誉全球。此外，“我的世界*2”和《动物森友会：新视野》*3”等允许多人游戏和互动的“游戏/SNS类型”元宇宙服务越来越受欢迎，从更广泛的意义上讲，这些也可以说是利用了XR技术。
此外，“电子商务”举措也已开始，例如“虚拟市场”，您可以在虚拟空间中买卖产品，以及提供虚拟旅行的“HIS旅行世界”。此外，为了扩大远程办公和远程办公的积极方面，同时解决员工之间缺乏沟通的问题，利用XR技术进行“增强远程办公”，例如员工可以使用虚拟形象参与的虚拟办公室和会议室，也引起了人们的关注。
XR技术从游戏和SNS领域发展而来，正逐渐应用于商业场景。 AIST也正在开展各种举措，积极利用XR技术来振兴产业。我们希望创建一个系统，使经济活动不仅仅结束于虚拟世界，还流入现实世界的商业。
支持并让人们的工作变得更加愉快的 XR
为了在商业环境中利用XR技术，我们正在研究和开发XR技术，以提高“工作”的技能和动力。
VR客服培训系统正在开发中
例如，扩展到虚拟培训。利用VR技术进行的体验式培训已开始用于学习焊接、喷漆等个人技能以及建筑工地的安全教育。 AIST 的家庭餐厅“Royal Host”*4合作，正在开发一个允许在 VR 中进行客户服务培训的系统。该计划让参与者体验一系列任务，包括引导顾客穿过商店、提供菜单和食物以及打扫卫生。目标是帮助参与者评估和训练他们确定任务优先顺序和关注顾客的能力。
左侧真实空间中的客户服务动作可以在右侧虚拟空间中重现
我们还在研究利用VR技术来改善配送仓库的现场情况。我们创建了一个 3D 模型来测量配送仓库内的环境，测量工人的活动，并旨在通过模拟 3D 模型来提高拣选操作的效率。未来，我们还将通过采集脑电波、心率、排汗、体温等数据来关注工作质量，关注员工的积极性、兴趣等内心状态。
我们还在开发非头戴式显示器的 VR 设备。我们正在开发“服务现场模拟器”，这是一个被 360 度显示屏包围的 VR 环境，允许您向任何方向行走。
通过这些技术，我们的目标是通过观察环境和行走来创建一个研究环境，科学分析客户的购买行为、配送仓库的拣货工作以及反复走动的人们的其他活动。
实现不受现实世界限制的包容性社会
团队的一些成员正在研究“虚拟着装”的主题。我们正在开发一种方法，让换衣服有困难的轮椅使用者可以虚拟地试穿衣服，并从不同的角度观察它们的样子。
运动员穿的衣服示例（左：CG，右：真人叠加）通过在虚拟空间试穿衣服，可以减轻实际穿衣服的负担*5
这样，XR技术就有可能消除现实世界的束缚，增加生活方式的多样性，为实现包容性社会做出贡献。
另一方面，如果人类变得依赖于XR技术增强的体验，削弱他们固有的能力和动力，那就毫无意义了。 AIST 的人体增强研究中心旨在通过使用 XR 技术来维持和提高人类能力。
下一次，我将解释如何防止“影像不适”，这对于XR技术的传播至关重要。
*1：FOTNITE 是 Epic Games Incorporated 的注册商标。[返回来源]
*2：MINECRAFT 是 Microsoft Corporation 的注册商标。[返回来源]
*3: Animal Crossing: New Horizons 是 Nintendo Co, Ltd 的注册商标[返回来源]
*4：Royal Host 是 Royal Holdings Co, Ltd 的注册商标[返回来源]
*5：Ryosuke Ichikari 等人。 “验证轮椅使用者虚拟穿戴应用程序的社会实施〜通过其在残奥会运动员制服生产中的使用以及问卷调查。”日本虚拟现实学会杂志253（2020）：232-235。图3：虚拟穿戴结果（包括手动调节）（a）运动员1穿戴示例（上：CG；下：真人叠加）[返回来源]