增强现实技术：何时能真正应用到航空、医疗领域

虽然如今的增强现实技术还没有达到人们预期的构想，但在某些特定的情形下，它已经可以帮助人们极大地提高工作效率了。

而对于Thomas Caudell而言，一切都得从他想更容易的制造飞机说起。1990年，Caudell时任波音公司的首席科学家，当时需要在新型的波音777喷气式客机上安装长捆电线，但就是为了这么一件看似简单的事情，却把Caudell和他的团队弄得焦头烂额。

当时标准的做法是把线先穿过钉子，然后捆在钉子上，接着工人需要把钉子固定在长度为20到30英尺的板子上，最后再把线拉出，并连接到飞机上固定好。但是，如果要确保绕线工作得以正确的完成，工人们就得一边匆忙地看一眼安装指导书，一边手动进行绕线装配工作，这使得原本就很棘手的工作变得更加复杂。

因此，Caudell和他的同事David Mizell想到了一个不错的方法：如果可以给安装工人提供一种可透视的展示，然后按照现有线路设计出一个虚拟的叠加线路，那么工人就能按照透视的虚拟线路指导，了解飞机哪个部分的板顶端需要绕线了。这种方法一旦尝试成功，那么对于波音777的意义是非凡的，因为波音777飞机是人工装配时代首个应用全数字化设计制造的喷气式客机，而且当时该飞机的所有零配件都是由电脑图像设计完成的。

Caudell 和 Mizell创立的这个系统，轻而易举地解决了飞机绕线安装的难题，工人在工作的时候只需把这个透视设备带在头上即可。但是，把虚拟世界加入现实世界的其他尝试并不总是一帆风顺的。Caudell表示，很大程度上，由于头脑追踪技术还不够成熟，导致人们在移动的工作状态中无法做到与系统及时应答，而且，当时的佩戴式计算设备远没有如今的可穿戴式设备功能那么强大。但是不得不提的是，Caudell的确开创了一种全新的数字影像概念，也就是我们现在所说的——增强现实。

在过去的几十年里，增强现实技术逐渐赢得了大众的认可。而且伴随着智能手机、平板电脑，以及像谷歌眼镜这样的可佩戴式计算设备的诞生，增强现实的功能也变得更加强大，但是追踪技术的缓慢发展却严重阻碍了Caudell 和 Mizell研究进程。现在，这种便携式的电子设备正是由于难以让人产生身临其境的效果，才导致增强现实技术没有广泛流行开来，而且，智能眼镜由于其高昂的价格和笨拙的外形也没有得到人们广泛的认可。

但是无论是设备款式，还是设备价格，以及其他各种各样的不利因素，都没有打击技术人员追求增强现实的积极热情。美国国防部的合作商Raytheon、电子产品制造商三菱电机公司，以及其他大型企业，他们都在实际工作或者其他领域里积极开展增强现实技术的研究。“一些公司会这么认为，‘看吧，增强现实，这很有意思，我敢打赌，这里面一定有商机。或者，至少与竞争对手比起来，我们算是第一批的行动者，’”Atheer Labs的创始人兼首席执行官Soulaiman Itani这样说道，他们公司以制造3-D虚拟现实软件和智能眼镜著称。该公司位于加州的Mountain View，目前正在与多家公司合作(他们拒绝透露是哪几家公司)，对医院、建筑工地，以及工厂等行业领域的增强现实技术应用进行了初步测验。

另外还有一家增强现实软件的创业公司Daqri，该公司位于洛杉矶，他们也在召集其他的公司进行增强现实技术的研发。和Atheer公司一样，Daqri公司也认为头戴显示式设备将会成为增强现实科技最终的呈现形式，但是直到目前为止，人们的焦点都还集中在智能手机和平板电脑上。

Daqri公司创始人兼首席执行官Brian Mullins向我们讲述道，他们公司的技术可以只用一个iPad和一张纸就能显示人的心脏图形。他把一张纸放在桌子上面，然后指导笔者在iPad上通过Daqri应用程序进行观察。Daqri的App应用程序通过iPad背后面的摄像头定位心脏位置，在纸上呈现图像，他们会把这些图像与Daqri后端服务器里的3-D图像匹配，然后用户追踪3-D图像在纸上的所处的位置即可。总体看上去，你的心脏就像是飘在纸的顶部，动画做出的血液在心脏中流动，而且还能看到脉搏有节奏的轻微震动。伴随着笔者的移动，Daqri的软件能够通过iPad持续追踪心脏的位置，笔者能够在任何角度观察它，也可以随心所欲的开启或关闭不同的功能。我故意离开心脏的位置，看看到底在iPad上距离多远能看心脏图像，而且还躲在了门背后，最后测试出，可以显示的心脏追踪距离是11英尺。

如果让增强现实真正能够广泛应用在工厂等实际工作中，还存在一定的难度，但是笔者能够想象得到，类似Daqri公司开发的软件完全可以在技术上实现飞跃，特别是随着可穿戴显示技术的发展，未来前景还是非常不错的。还有一些公司，包括美国国防部签约商Raytheon公司，都在试用Daqri公司的软件。Andy Lowery是Daqri公司的联合创始人，目前他已经不再负责该公司的日常运营，而是担任了Raytheon公司的工程团队主管。未来，在美国海军战斗机的机翼上将会安装上相应的圆柱形信号干扰设备，而Andy Lowery则会使用由Daqri公司开发出的3-D模型里显示出战斗机飞行进展的具体增强现实图像。

Lowery表示，这台设备被称作下一代干扰机，其中包含了复杂的电子器件，正是由于它过于复杂，因此很难实现虚拟图像化。但是，如果在制作此设备的过程中配合一些在iPad上运行增强现实软件，那么和一个在平面屏幕上的3-D模型相比，开发人员的参与度则会更高。这个增强现实软件能够具有很多功能，比如运行技术人员走动查看，打开设备通道，探索设备内部情况，甚至还可以对各种子系统进行标注。Lowery说道，“增强现实技术让我们在开发干扰机的时候有了更好的感觉，甚至比实际看上去的效果更好。”

不仅如此，人们还希望增强现实能够让工作变得更简单，特别是当工人身处在办公室或工厂之外的时候。Gabriel Weiss负责三菱电机公司的增强现实项目，他表示，三菱公司正在爱普生公司生产的Moverio智能眼镜上使用由Metaio公司开发的增强现实软件，其目的，就是为了测试自己公司的空调服务技术人员是否能从三维叠加影像中受益，这些增强现实影像能够展现出三菱公司最受消费者欢迎的家用空调所有零部件。在YouTube上有一段视频，展示了一名技术人员在佩戴Moverio智能眼镜所看到的情况：它能提供一些基本的线索，告诉技术人员如何移除空调风扇和其他零部件， 对应实际物理设备，技术人员可以看到箭头、圆圈、以及螺丝刀这些虚拟标记，为技术人员提供帮助。

Weiss强调，这个测试就是有意去探索“增强现实是否是技术人员想要的技术”。但事实上，目前让工人们能够接受增强现实技术还存在一定挑战。Eric Mizufuka是爱普生公司新市场产品部经理，他让笔者尝试使用了该公司推出的这款智能眼镜，但是它只有在搭配一个控制器的条件下才能使用，而这个控制器的大小大概有一个小型硬盘驱动器那么大。笔者以前也尝试使用过其他头戴式智能显示设备，我发现绝大部分设备都显得非常笨重，而且它们展现图片的方法也不尽如人意，这些图片就像是围绕在周围空气之中，如果你想第一次就能定位捕获到这些图片，基本上是不可能的。

Tobias Hollerer是加州大学圣巴巴拉分校的教授，他主要的研究领域就是增强现实。Tobias Hollerer教授表示，如果要让人们接受增强现实技术，还需要依靠一些其他条件的支持，这些条件可能没有像显示和追踪技术那么先进，换句话说，也就是如何让用户去控制系统，如何用手势、声音，或是其他别的身体功能去实现系统控制。“很明显，在部署相关技术的时候还是有些滞后的，用户控制系统什么时候能够成为可能，这些技术什么时候能够部署在实际工作流之中，并且能足够稳定，这一切都还不得而知，”他说道，“但是我认为，增强现实技术有足够的优势，能够让这一领域实现飞跃。”

在九十年代，Caudell一定非常希望相关技术能够“增强”应用在飞机制造行业里，而现在，飞机制造行业已经开始应用增强现实技术了。爱普生公司新产品市场部产品经理Mizufuka表示，一些飞机制造工作者们正在开始使用爱普生公司推出的Moverio眼镜，这样可以简化飞机发动机内部组件的安装工作。

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