增强现实(AR)——
一系列以数据和 成像为基础的新兴技术——有望弥合这一 断层,释放人类未被开发的特殊潜能。尽管AR 技术刚刚起步,但已有迹象表明其将成为主流。
据估算,2020 年,全球在 AR 技术上的消费将达到 600 亿美元。AR 将深刻影响每个行业的企业,以及从大学 到社会企业的各类组织。在未来几年,AR 将改变我们学习、决策和与物理世界进行互动的方式。
客户服务、员工培训、产品 设计制造、供应管理,甚至企业的竞争方 式都将因 AR 发生巨变。
本文中,我们将阐述 AR 到底为何物, AR 技术和应用如何演进,以及它为何如 此重要。随着智能互联产品进一步渗透, AR 的重要性也将呈指数级增长,因为它 让智能互联产品创造价值,改变竞争格局 的力量倍增。AR 将成为人类与机器之间 新的交互通道,成为数字与物理世界之间的桥梁。
尽管在部署 AR 技术上还存在不少挑战,但勇于创新的组织,包括亚马逊、 Facebook、通用电气、梅奥诊所和美国海 军都已经开始应用 AR 技术,并在质量和 生产力方面取到了巨大的改善。我们在此 提供一份公司部署应用 AR 技术的路线图, 并且阐述企业将 AR 融入战略和运营时将 遇到的关键战略选择。BS梧暴捌 实际上,AR 技术的应用在几十年前就已 诞生,但都是在极为有限的领域中,且相 互独立,直到近年,完全释放其潜力的技 术才问世。本质上,AR 将数据和分析转 化为成像或动画,并将其叠加到现实世界 中。如今,大部分 AR 应用都在手机设备上, 但未来它将逐渐解放我们的双手,例如通 过头戴显示器或智能眼镜。
大部分人对简单的 AR 娱乐应用并不陌生,例如《口袋 妖怪 Go》或 Snapchat 上搭载的滤镜。但 无论在 2B 还是 2C 领域,AR 应用的影响 力都已远超于此。例如在不少车型中,AR 抬头显示器能将导航、碰撞预警等信息投 射到驾驶者的视野之中。投射装配信息或 保养指令的可穿戴 AR 设备已经在上千家 企业中试运营。AR 淘汰传统操作手册和 培训方式的节奏正不断加快。在更深层次上,AR 创建了一种新的 信息呈现范式,我们相信这将深刻影响互 联网数据构建、管理和呈现的方式。尽管 网络改变了信息收集、传输和获取的方式, 但目前数据储存和呈现的方式——在 2D 屏幕上——仍有不少局限。它要求人们先 在脑海中翻译 2D 信息,然后方能应用到 3D 世界中。这并不总是一件容易的事,试 试按手册修理办公室的复印机就会明白。将数据信息投射到真实的物体和环境中, 人们就能通过 AR 同时处理数字和物理信息,无须再对两种信息进行相互转换。这大大提升了我们吸收信息、决策和执行的 速度和效率。
汽车搭载的 AR 设备就是完美例证。以前在使用 GPS 导航时,驾驶者必须查看 屏幕上的地图,然后才能思考如何在现实 世界中“按图索骥”。要在车流如织的环岛 上寻找正确的出口,驾驶者的注意力必须 在屏幕和路面之前来回切换,并在脑海中 建立起两者之间的联系,才能找到合适的 转弯时机。AR 抬头显示器直接将导航画 面叠加到驾驶者看到的实际路面上。
这大大减少了头脑处理信息的负担,避免注意 力分散,让我们专注于路面情况,将驾驶错误降到最低。
如果说 AR 技术在消费市场崭露头角, 那么它工业领域的应用更是大展身手。美 国纽坡特纽斯造船厂在建造美军航母时就 应用了 AR 技术,在制造流程接近尾声时, 工人利用 AR 设备拆除辅助钢结构。
过去, 工程师不得不频繁地对比实际船体和繁复 的 2D 蓝图,以便对多余的部分进行排查。今天,利用 AR 设备,他们可以看到投射 到船体上的最终设计成像。这使拆除排查 时间减少了 96%,从 36 小时压缩至 90 分 钟。AR 技术通常可使项目的整体建造时 间减少 25% 以上。
核心问题
问题 现实是3D的,而指导我们做决 定或采取行动的丰富数据却停 留在2D的页面和屏幕上。现实 世界和数字世界之间的鸿沟限 制了我们利用信息的能力。
解决方案 增强现实(AR)技术解决了 这个问题,它将数字图像叠加 到真实物体上,将信息直接放 到我们使用这些信息的环境 中。AR加快了我们吸收信息 和使用信息辅助决策的速度。
结果 勇于创新的组织,例如通用电 气、梅奥诊所和美国海军正在 使用AR技术改善生产力、质 量和培训。将人类的能力与机 器结合,AR将大大提升其创 造的价值。
AR的关键能力
智能互联产品在家庭、办公室和工 厂中不断普及,用户可以实时监测产品的 状态和运行,对产品进行远程控制,并利 用实时数据优化产品的性能表现。在一些 场景下,人工智能和互联功能可以让产品全自动运行。
AR 成倍放大了这些能力所能创造的价值。无论是用户对监测数据的获取和视 觉化, 还是接收产品运行的指示和引导, 甚至是对产品的控制与互动等方面,AR 都大有贡献。
视觉化。AR 应用能提供类似于 X 光 的透视功能,能让用户看到平时无法看到 的内部结构。例如医疗器械公司 AccuVein 推出了一种 AR 技术,能将患者血管中的 心脏跳动信号转化为血管脉络成像,并投 射到患者的肌肤上,让医护人员轻松地定 位血管位置。这大大提升了抽血和其他相 关血管治疗的成功率。这种技术使抽血一 次成功率了提升了 2 倍多,让其他辅助措 施的使用减少了 45%。博世力士乐(Bosch Rexroth)是一 家全球传动与控制设备供应商,公司的智 能互联液压动力系统 CytroPac 采用了一 套 AR 视觉系统,用来展示产品的构造和 功能。用户不但可以看到液压泵内部的 3D 成像和不同设置的多种冷却系统,还可以 清楚地掌握各个子系统相互配合的状况。
指示和引导
AR 已经颠覆了传统指示、培训和教练系统。过去,这些关键职 能肩负着提升生产效率的重任,但却有成 本高,劳动密集和成果参差不齐等天然缺 陷。传统的纸面装配指南常常难以理解且 耗时费力;标准指导视频则缺乏互动性, 且难以满足个体的学习需求;实地培训价 格昂贵,并要求教师和学生同处一地,且 高度重复。如果恰好缺少某个特定设备, 受训者还需要额外培训才能将所学知识转 化为实际操作经验。通过实时、实地且分步骤的视觉指导, AR 完美解决了这些问题,尤其是在产品 组装、机械操作和仓库物流等领域。手册中复杂的 2D 图纸转化为互动的 3D 全息成 像,一步步带领用户完成所有必需流程。人类想象力和理解力得到了解放。
波音公司在复杂的飞机制造流程中引 入 AR 培训,极大提升了生产效率。在该 公司进行的一项研究中,AR 用来引导学 员组装机翼部分的 30 个零部件,总共 50 道工序。在 AR 帮助下,学员花费的时间 比使用普通 2D 图纸文件缩短了 35%。经 验较浅或零经验学员初次完成装配任务的 正确率提升了 90%。
AR 设备还能将现场人员的视野传输 给远程专家,从而提供实时现场指导。这 让千里之外的专家瞬间转移到用户现场, 不再受到地理位置的束缚。这项能力不仅 能提升人们的效率表现,还能大大节约成 本。建筑系统销售和服务 公司 Lee 就是其中的受益者。公司利用 AR 技术帮助现场 技师进行装配和维修工作。通过 AR 设备, 远程专家就能获得现场技师的视野,从而 指导他们完成工作,甚至能在技师的目镜 上直接进行标注。通过中心发送实时指令, 公司大大提升了技师的工作效率。
由于减 少了重复出差,每位技师每月为公司节省 了超过 500 美元的人工和差旅费用。公司 算了一笔账,在 AR 投入 1 美元能带来 20 美元的回报。
互动
过去人们只能用物理控制例如 按键、旋钮等进行互动,后来又出现了触 摸屏幕。随着智能互联设备的崛起,手机 上的应用逐渐替代了物理控制器,让人们 获得远程控制能力。AR 让用户交互上升到全新境界。AR 头戴装置可以直接将虚拟控制面板投射到产品上,用户可以只用手势和声音指令进 行控制。不久的将来,佩戴智能眼镜的用 户,可以通过眼神和手势直接启动产品的 虚拟用户界面并进行操作。
例如,一位佩 戴智能眼镜的工人可以观察多台设备的表 现并进行调整,而不必触摸任何一台设备。
目前,AR 技术的互动功能还在起步 阶段,但具备颠覆性潜力。现实编辑器 (Reality Editor)——一款 MIT 媒体实验 室 Fluid Interfaces 团队开发的应用—— 展现了 AR 在这方面的快速发展。现实编 辑器可以在任何智能互联设备上搭载 AR 互动功能。通过该应用,人们可以通过手 机、平板电脑或智能眼镜控制智能互联设 备,在这些设备上叠加虚拟数字互动界面, 并将各种功能进行编程,赋予手势或声音 命令,或者与其他智能产品连接。例如, 用户可以通过现实编辑器“注视”智能电 灯,获得控制其亮度和颜色的界面,并设 置声音命令,例如“明亮”或“心情”等。不同的设置可以链接到不同的虚拟按键, 并安放到任何方便的位置。这些功能背后的技术还在不断完善, 嘈杂环境下声音命令的识别准确性正在 提升,姿势和视角捕捉技术也在飞速发 展。GE 已经开始在风力涡轮机的接线工 作中实验 AR 技术,并使生产效率提升了 34%。
融合AR和VR
VR 技术和 AR 技术密切相关,是互补但 独立的两种技术。AR 将数字信息投射到 物理世界,VR 将现实替换为计算机模拟 出来的环境。尽管 VR 大多应用于娱乐领 域,它也能模拟物理环境用来培训等用途, 尤其是在远程或危险的环境下。或者当现 实中的设备实现时,VR 就能通过全息技 术创造出虚拟环境,让人沉浸其中。因此, 结合 VR,AR 就能实现可视化、指引和互 动之外的第四项能力:模拟。在商业领域,AR 的应用范围要远远 超过 VR。但在一些环境下,将 AR 与 VR 结合,用户就获得了跨越距离(通过模拟 远程位置)、穿越时间(再现历史或模拟未 来环境)以及摆脱比例尺的能力(对环境 进行放大和缩小,从而带来前所未有的体 验)。更重要的是,两者结合能将团队放 到同一个虚拟空间下,从而提升团队合作, 沟通理解和决策的水平。福特公司就利用 VR 技术建立了一个 虚拟实验工厂,不同地区的工程师可以凭 借全息车辆原型进行实时合作。参与者不 但可以对 3D 全息影像进行 360 度的观察, 还可以走进 1:1 大小的全息车体中,从 而完善车辆的设计细节,包括方向盘的位 置,油门脚踏板的角度以及仪表盘的设计 等。公司不必再制造昂贵的实体原型,也 让不同地区的参与者免去了舟车劳顿。美国国土安全部则更进一步,将 AR 的指示功能与 VR 的模拟功能结合,用来培训探员对紧急情况例如爆炸的处理。
此举不但削减了成本,更规避了真实危险环 境下训练的风险。跨国能源巨头英国石油 (BP) 则将 AR 培训流程叠加到 VR 模拟系 统中,用来模拟不同的开采条件,例如温 度、压力、地形和洋流。此外,该系统还 能指导团队进行联合演习,应对自然灾害 下的紧急情况,这既节省了成本,又降低 了风险。
AR如何创造商业价值
AR 可以在两个方向上创造商业价值。首先,AR 可以成为产品的组成部分。其次,它可以提升价值链各个组成部分的表现, 包括产品开发、生产制造、市场营销和售 后服务等领域。
AR 作为产品功能。随着人们的设计 理念逐渐关注用户交互体验和人体工程 学,AR 的各项能力就有了更广阔的用武 之地。向用户传递关键的操作和安全信息, 已经成为产品的差异化优势来源,例如 Sonos 的音箱产品就用手机 App 替代了传 统的机身显示屏。
AR 能大幅改善此类用 户交互体验。头戴 AR 显示器过去是军事设备,例 如战斗机上的关键设备,后又装备到商用 飞机上,最近才出现在汽车上。AR 显示 器的体积过大,成本又高,难以融合到交 通工具以外的产品上。可穿戴设备尤其是 智能眼镜大大拓宽了 AR 在各类制造产品 上的应用。
通过智能眼镜,用户可以在任 何产品上叠加 AR 显示,并与其进行沟通 交互。举例来说,你可以用智能眼镜来观察 厨房中的烤箱,一个虚拟显示屏就会显示 出烤箱的温度、剩余时间,甚至使用的菜 谱。当你准备上车时,AR 显示屏就会提示, 汽车是否处于锁定状态、油箱里是否有油、 车胎气压是否充足。由于 AR 用户界面完全以软件为基础, 且通过云进行部署,因此,它可以轻松地 进行个人定制并持续迭代改进。这降低了 AR 的边际成本,此外,由于淘汰了传 统的按钮、开关和显示器,企业也可从中 节省制造成本。各行各业的产品制造商都 应警惕以 AR 技术为基础的下一代用户界 面对自己产品和竞争地位带来的颠覆性影 响。
AR 和价值链。我们已经看到 AR 在 整条价值链上的影响力,但各个领域的程 度不尽相同。整体上看,AR 在可视化以 及指示方面的应用对企业的运营影响最 大,互动功能初露端倪,但仍在起步测试 阶段。
产品开发。尽管工程师使用计算机辅 助设计(CAD)进行 3D 建模已经有 30 年 的历史,但通过 2D 屏幕与这些模型进行 交互仍有诸多限制,因此,工程师常常难 以将设计全部化为现实。AR 能将 3D 模 型的全息影像投射到现实世界中,这大大 提升了工程师对模型进行评估和改进的能 力。例如,AR 可以创造一个等比例的建 筑机械模型,工程师可以进行 360 度的观 察,甚至走进机械内部,在不同的条件下 实际观察操作者的视线角度,体验设备的 人体工程学设计。
AR 也可以将 CAD 模型投射到实体原 型上进行对比,从而评估它们的匹配度。大众汽车就正在使用这项技术,在数字设 计审核中,AR 让设计与原型之间的差异 变得显而易见。这大大提升了质检过程的 准确性和效率,过去工程师只能痛苦地比 照 2D 图纸和原型,如今这一流程的速度 提升了 5-10 倍。我们预计在不远的将来,AR 设备包 括手机和智能眼镜,通过搭载的摄像头、 加速度传感器、GPS 以及其他传感器,将 会产生越来越多的设计信息。它们可以记 录用户何时、何地、通过什么方式与产品 进行互动,例如产品多久启动一次维修程 序。这样 AR 界面将成为重要的数据来源。
制造。制造流程通常极为复杂,包含 几百个甚至上千个步骤。一旦发生错误, 就会造成巨大的损失。
如上所述,AR 能 在合适的时机,将正确的信息发送给组装 流水线上的工人,从而减少错误,提升效 率和生产率。在工厂中,AR 还能从自动化和控制 系统、次要传感器和资产管理系统捕捉信 息,并让每一台设备或每个流程的监测和 诊断数据可视化。一旦获得效率和残次率 的数据,维修人员就能了解问题的源头, 并通知工人进行预防式维护,从而避免设 备损坏导致停工,大大减少了损失。
Iconics 是一家工厂和建筑用自动软件 公司,它开始将 AR 融入到产品的用户界 面上。产品能将相关信息投射到最理想的 观察和理解的物理位置,这样人们就能通 过 AR 设备更有效地监测设备或流程。
物流。仓库运营大约占企业全部物流 成本的 20%,而从货架上取货大约占仓 库运营成本的 65%。在大多数仓库中,工 人还采用原始的纸质清单来寻找和收集货 物。这种方法不但速度慢,还容易发生错误。
以 DHL 为首的物流企业正在使用 AR 技术来提升取货流程的效率和准确度。AR 设备能指引工人前往每一个货物的准确位 置,并设计好到达下一个货物的最佳路 线。在 DHL, 这项技术不但减少了错误, 提升了员工的积极性,还让生产效率提升 了 25%。公司正在全球范围内推广 AR 辅 助取货系统,并且在测试 AR 在其他方面 的应用,例如优化货物和设备摆放的位置。英特尔公司也在仓库中使用 AR 技术,使取货时间减少了 29%,错误发生率接近零。并且与传统的培训方式相比,AR 应用让 新工人的取货速度立即提升了 15%。
营销和销售。AR 不仅重新定义了产 品展厅和演示的概念,并且将完全颠覆传 统的客户体验。在购买之前,客户就能看到虚拟产品如何在真实的环境下运行,这 使他们拥有更符合实际的预期,更有信心地进行购买决策,并提升了客户满意度。
未来,AR 技术有可能会减少实体商店和展厅的数量。有些产品有不同的功能或型号选择, 这会导致库存的难度和成本大大增加,AR 是这些产品天然的营销解决方案。建筑装 饰品公司 AZEK 就使用 AR 技术向承包商 和消费者展示其地板产品的不同颜色和型号。客户还能看到不同环境下的模拟图像, 当客户透过手机或平板电脑的摄像头观察 房屋,AR 应用就会自动在地面上加上一 层地板。这大大提升了客户对产品选择的 信心,并缩短了销售流程。
在电子商务领域,网上消费者可以通 过 AR 应用下载产品的全息影像。Wayfair 和宜家就提供了包含几千个 3D 影像 的产品图库,并可通过 App 将这些产品投 射到真实的房间中,这样顾客就能亲眼看 到这些家具和装饰在房屋中的样子。宜家 还使用 App 收集不同地区消费者产品偏好 的重要数据。售后服务。在这个领域中,AR 大大 提升了智能互联产品创造价值的潜力。AR 可以协助技术人员为消费者提供服务,就 像在工厂中协助工人。通过产品收集的预 测分析数据,AR 可以实时指导技师进行 维修,或与专家进行远程连线。现场技师 可以通过 AR 技术发现某个部件将在一个 月内损坏,现在就进行替换,提前解决了 客户的问题,防患于未然。
欧洲电信设备供应商 KPN 部署了 AR 技术,通过智能眼镜,工程师在进行现场 或远程维修时,就能看到显示产品历史维 护记录、诊断信息和地理位置的虚拟信息 面板。
这些 AR 显示功能帮助他们做出更 好的决策,降低了维修团队的整体成本, 并且误操作率降低了 17%,维修质量也随 之提升。施乐公司采用 AR 设备让现场工程师 与专家之间建立通信,而不是像从前一样 提供传统的维修手册和电话连线。首次维修成功率因此提升了 67%,工程师的效率 跃升了 20%。
同时,平均问题解决时间减少了 2 个小时之多,减少了人力需求。如今, 施乐公司正在使用 AR 技术让客户与远程 专家直接交流。客户在没有现场帮助的情 况下解决问题的几率提升了 76%,不但为 公司节省了大量的差旅费用,也缩短了客 户的停工时间。客户满意度自然地提升到 了 95%。
人力资源。AR 技术的早期应用者, 包括 DHL、美国海军和波音公司等,他们早已发现 AR 的强大功效,尤其是在“因 材施教”的虚拟培训上。AR 设备可以根 据受训员工不同经验水平,或者为特定错 误提供定制化的指示命令。 例如,某个员 工经常犯同一类型的错误,公司可以让员工使用 AR 辅助设备,直到工作质量得到提升。
在一些企业中,AR 技术甚至让新 员工培训时间缩短到几乎为零,同时招聘新员工的技术门槛也降低了。 对于 DHL,这种优势极为重要,在业务忙碌的季节,公司需要大量招聘临时员 工,并对他们进行高效培训。
通过 AR 提供实时的培训和手把手的指令,新员工可以快速掌握仓库的路线和适合的分类包装 材料。AR 技术减少了公司对传统培训人 员的需求,并大大加快了新员工投入工作 的速度。
AR与企业战略
AR 将对企业间竞争产生广泛深远的影响。正如我们之前在《哈佛商业评论》发表文 章所说的那样,智能互联产品正在改变 几乎所有行业的结构,以及公司之间的竞 争关系,让战火常常跨越行业的边界。智 能互联产品的崛起,让众多制造企业不得 不面临新的战略选择:添加哪些新功能?如何管理数据权限和安全?是否扩展产品 线?如何在智能系统中占有一席之地?随着 AR 技术的进一步普及,人们和 智能互联产品的交互也越来越丰富,给企 业带来了新的战略问题。问题的答案将取 决于每个企业的业务和独特的战略环境, 但可以肯定的是,AR 将越来越成为每一 个企业战略中不可或缺的一部分。
以下几个是企业必须思考面对的问题:
哪些领域有 AR 的用武之地,我们 应该采用什么样的应用顺序?
企业必须评估 AR 技术对客户、产品性能以及价值链 的影响力。
AR 如何增强产品的差异性?
AR 技术可以通过多种方式增强产品的差异 性。AR 可以创造陪伴体验从而扩展产品 性能,为客户提供更多的信息,并提升客 户忠诚度。通过 AR 交互界面加强产品的 功能或提升产品的易用性,也可以成为重 要的差异优势来源。或者通过 AR 大幅改 善产品的售后服务,或减少损坏率也能让 产品脱颖而出。AR 还能搜集用户如何与 产品交互的全新信息,从而帮助企业发现 新的差异化机遇。正确的差异化方式取决于企业现有战 略、竞争对手的动态以及行业内技术演进 的速度,尤其是硬件技术。
AR 技术在哪些方面的成本削减作 用最明显?
每个企业都不可小视 AR 带来 的效率提升。
如上所述,AR 能大幅削减 培训、售后服务、装配、设计以及价值链 其他部分的成本。同时,AR 替代了传统 物理交互工具,从而节省了制造成本。每个企业须根据自己不同的战略定 位,采用不同的 AR 技术来削减成本。例 如制造高精密产品的公司应该采用 AR 技 术削减交互界面的成本,同时提升交互体 验;而产品已经商品化的企业则应专注于 利用 AR 提升整条价值链的运营效率。在 消费品和零售业,以营销为中心的可视化 AR 应用将是企业的最佳起步点。在制造 业,指示型应用将带来最快的回报,因为 它改善了设计生产和售后服务的效率。尽 管 AR 的互动功能尚在起步阶段,但对于 各种行业中有定制化需求或复杂控制功能 的产品,它将发挥巨大的作用。
企业是否应该将 AR 设计和部署 视为核心能力,还是应该外包或者合作?
AR 开发需要的数字人才极为稀有,很多企业都遭遇了人才短缺的窘境。尤其是用 户体验和用户界面设计(UX/UI)人才。要以一种人们易于理解和操作的方式呈现 3D 信息,这项技能至关重要。
华而不实的 AR 体验反而会违背产品的设计初衷,企业尤其要规避这种错误。有效的 AR 体验需要正确的内容,因此知道如何创造并管 理 AR 体验的人才成为一种新兴的关键职位。此外,数字建模以及在 AR 应用中部 署建模的人才也非常关键。我们预计,企业将会建立 AR 的专职 团队,就像在 1990 年代和 2000 年代运 营网站的团队一样。这些团队将负责建立 AR 基础设施,从而让这种新媒介繁荣发 展,并负责 AR 内容的管理维护。
很多企业已开始在内部建立 AR 技能团队,但鲜有公司拥有一支完备的技能团队。是应该招聘新员工或培训员工的 AR 技能,还是与专业软件和服务合作对很多公司来说,并无定论。
一些公司的业务竞争受到 AR 的影响巨大,它们别无选择, 必须将 AR 人才视为战略资产,并投入重 金进行招聘或培训。如果 AR 十分重要但 对竞争优势并非必不可少,那么企业可以选择与他人合作,利用外部人才和技术。
如上所述,要开发一套完整的AR 技 术,难度、时间成本和资金成本都不可小觑,每个组成部分都需要相当的专业性。在 AR 发展的初期,技术和服务的供应商 数量有限,企业只能在内部建设相关能力。然而,随着 AR 的发展成熟,提供现成最 佳方案的 AR 供应商正在涌现,企业内部 的能力很难跟上这些专业供应商的发展速度。
AR 将会如何改变企业与利益相关 方的沟通?
AR 与传统的印刷品和 2D 数 字渠道形成互补,在一些环境下,它甚至 能完全取代后者。然而,我们认为,AR 不仅仅是一个新的沟通渠道。它还是一种 全新的交流方式,从它帮助人们吸收信息 和指导行动的方式就可见一斑。网络最初只是分享技术报告的工具, 但最终却改变了整个商业、教育和社会交 流。我们认为,AR 将对人类沟通产生同 样的作用,其影响方式将远超我们今天所 能想象。因此,企业必须采用创新思维, 思考如何利用这一全新渠道。
部署AR
AR 应用已经开始在产品和整 条价值链中得到测试和部署。未来它们的 数量和应用范围必将不断增长。每一家企业都应绘制一张部署 AR 技术的路线图,以便规划如何获得 AR 对业 务带来的好处,同时建设开发 AR 应用所 需能力。
在部署的顺序和节奏上,企业既 要考虑到潜在的技术挑战,也要考虑所需 的组织能力,在这一点上,每个企业的情 况千差万别。
具体来讲,组织须思考以下 5 个关键问题。
企业需要哪些开发能力?不同 AR 应用的复杂程度不尽相同。在不同设置 和场景下对产品进行可视化,例如宜家、 Wayfair 和 AZEK 的应用,相对容易起步。商家只须鼓励消费者下载和使用 AR 应用, 硬件上仅仅需要手机就能运行。
指示型应用,例如波音和 GE 在制造 中使用的,它们开发和使用的难度都比较 大。企业需要开发和管理动态 3D 数字内 容的能力,而且需要头戴显示器和智能眼 镜来使用,这些设备的发展才刚刚起步。
创造互动体验的 AR 应用,虽然能为 消费者和企业带来巨大的价值,但开发难 度也最大。它们需要的技术有些还尚未成 熟,例如声音和手势识别。并且这些应 用需要与控制智能互联产品的软件进行整 合。大多数企业将从制作 3D 模型的静态 可视化应用开始 AR 之旅。它们也需建立 相关能力,快速开发出指示型应用,产生 更大的战略意义。
企业如何创造数字内容?不管哪类 AR 应用,从最简单到最复杂,都需要内 容。在一些情况下,企业可以改造现有的 数字内容例如产品设计用于 AR 体验。然 而,随着技术的发展,越来越复杂的动态 环境体验则要求企业从零开始,而这需要 专业技能。
简单的应用,例如 AR 家具产品画册 仅仅需要基本的产品展示。更复杂的指示类应用,比如机械修理,则需要高还原度, 高细节的数字产品展现。要创建这些体验, 公司可以利用产品设计中使用的 CAD 模 型,或是采用 3D 扫描等数字化技术。
而最先进的 AR 内容则需要整合企业业务系统、智能互联产品和其他数据源中的实时数据流,并将其整合到内容中要扩展企业 的 AR 应用,企业应归档现有的 CAD 和 其他系统中 3D 数字资产,并投资增强其 数字建模能力。
AR 应用如何识别物理环境 为了准确地将数字信息投射到物理世界中,AR 技术必须识别他们“看到”的景物。
目前 最简单的解决方案是利用地理位置,例如 使用 GPS 显示地理位置的相关信息,而非将其锚定具体物体。业界将其称为“未识 别”(unregistered)AR 体验。
车载头戴 导航显示器一般采用这种工作方式。更高级的“已识别”AR 体验则将信息锚定具体物体。它们可以通过特殊记号, 例如条形码、商标或标签。使用者可以扫 描物体上的记号来获得 AR 体验。
更先进的方式,是将 3D 模型库与实际物体进行对比从而识别。利用这项技术,AR 就能 帮助维修工人从任何角度识别任何类型的设备,并与之进行互动和维修。尽管记号技术已颇为成熟,但形状识别技术也在快 速发展,企业须建设相关能力,使用这些技术来部署高价值产出的 AR 应用。
企业需要哪些 AR 硬件?瞄准大众消费市场的 AR 应用一般为手机设计,充分利用智能手机的便捷性和普及性。对于更复杂的体验,企业一般采用平板电脑, 以便获得更大的屏幕、更好的图像以及更 强的运算能力。
鉴于平板的渗透率较低, 企业常常需要在现场提供平板给使用者。一些高价值产出的 AR 应用——一般在飞 机或汽车内使用——制造商将专用的 AR 头戴显示设备内置到产品中,这样做的成 本较高。
然而,AR 应用的最终形态,无论是提供服务、辅助制造还是提供产品互动界 面,都需要头戴显示器,从而解放使用者 的双手。目前此项技术尚未成熟,且价格不菲,但我们认为价格低廉的智能眼镜将 在未来几年实现大规模普及,释放AR 的全部潜力。微软、谷歌和苹果现在都推出 了针对自家设备优化需要的AR 技术。但是, 大多数组织都应该采取多平台战略,允许AR 应用可以在不同品牌的手机和平板上 运行,并且为智能眼镜的普及做好准备。
企业应该采取软件开发模式还是内容发布模式?很多早期的 AR 应用,都采 取了独立软件 + 数字内容的模式,用户从 手机或平板下载。这种模式带来了可靠且 高清的体验,而且企业可以开发出不需要 互联网连接就能运行的应用。但这个模式 的问题是,当需要对 AR 体验做出任何更 改时,企业就要重新编写 App,这种瓶颈 成本很高。一种新的模式利用商业 AR 发布软件 创造 AR 内容,并将其储存在云上。这样 AR 设备就能随时通过通用 App 下载 AR 内容。就像网站内容,AR 内容可以进行 更新和改进,且无须对软件进行更改,这 对多次频繁变动的内容来说至关重要。随 着越来越多的设备采用实时的 AR 互动和 控制功能,这种内容发布模式将成为主流。因此,要在组织上下应用 AR 技术,企业必须掌握内容发布能力。
更深远的影响
随着智能互联产品的普及和数据大爆炸, 数字革命正在解放生产力潜能,并在经济的各个链条释放价值。渐渐地,缺乏数据和知识不再是瓶颈,如何正确理解数据并利用数据指挥我们行动,换言之,如何与数据互动才将是我们最大的挑战。
AR 正是最好的解决方案。另一方面,机器学习和自动化的快速 发展带来人们对就业的深深忧虑。未来有 充足的工作岗位吗 ? 特别是那些没有良好 教育和知识储备的人。在充斥人工智能和机器人的世界,人类是否会“过时”?不难得出结论,新技术的诞生会削减人类的工作岗位。
但几个世纪以来,新发 明一直在替代人类劳动,但整体就业一直在增长,而非减少。技术极大地提升了我 们的生产力和生活水平,也带来全新的产 品,满足新的需求,并产生新型职位。今 天很多工作涉及的产品和服务在 100 年前 还不存在。历史告诉我们,今天的技术革 命定会带来新的创新浪潮和我们今天难以 想象的新工作类型。很多人误解了人类在未来扮演的角色。
在很长一段时间内,机器和算法无法替代人类的特殊优势。我们拥有高超的作技巧,远超今天的机器人,例如替换部 件或焊接需要的微操作。即便是一些简单 的工作,例如输血、修剪花园或修补轮胎 都需要自动化不具备的灵巧。人类的认知 系统能在瞬间适应全新的情况;人类可以 根据不同环境调整解读信息、解决问题、 进行决策和行动的方式。在可预见的未来, 人类的灵活性、想象力、创造力和直觉远 超任何机器可能达到的水平。
尽管人工智能和机器人的发展速度令人赞叹,但我们相信,结合机器的能力和 人类的独特优势,才能释放更大的生产力, 远超两者各自的能力。要将这种愿景化为现实,我们需要强大的人机互动界面来跨越数字世界和物理世界之间的鸿沟。AR 提供给我们一个历史性的解决方案。人类可以利用 AR 获得新的数字知识和机器能力,从而提升自己的能力。AR 将深刻改 变培训和技能发展,人们无须进行冗长昂 贵的传统培训(很多人都没有条件接受这 样的培训),就能进行复杂的工作。我们深 信 AR 将帮助人类从数字革命及其带来的影响中受益更多。
增强现实技术(AR)首先要求设备配有摄 像头,如智能手机、平板电脑和智能眼镜等。然后设备上需要安装 AR 软件。当用户开启设备,看向某一物体时,软件可以通过机械视觉技术分析视频流,对物体进行识别。
然后,设备会从云端下载有关该物体 的信息。这就好比网络浏览器通过统一资 源定位器(URL)加载网页,不同之处在 于 AR 信息以 3D 形式叠加在物体上,而 网页信息以 2D 形式呈现在屏幕上。
因此 AR 用户看到的东西虚实结合。AR 能够提供产品实时数据,用户可 以通过触屏、声音或手势控制产品。也就是说,用户可以在 AR 体验中摁下停止键, 或简单地说出“停”这个字,通过云端向产品发出指令,结束现实场景的数字图像叠加。
操作员利用 AR 头戴设备与工业机器人互动时,可以看到有关机器人性能的 叠加数据,也可以对其进行操控。当用户移动时,AR 的视野范围和方向也会自动调整。视线中新的图像或文本信息会代替原有信息。
在工业领域,不同用户在看同一个物体时会得到不同的 AR 信息,以满足他们的不同需求。比如机器 操作员和维修技师看到的信息就不一样。存储在云端的 3D 数字模型被称为实 物的“数字映射”,架构起了智能物体与 AR 之间的桥梁。
这一模型通常可以在产品的开发阶段通过计算机辅助设计完成。此外,也可以通过实物数字化技术来实现。然后,映射模型通过收集产品、业务系统和外部信息源的信息来反映产品现状。正是通过这一模型,AR 软件才能够准确地 实时更新实物上叠加的信息。
盖多·优尔特在思科和诺基亚工作 20 多年后,于 2016 年加入瑞士工业巨头 ABB 公司。作为 CDO,他引领公司价 值 340 亿美元的科技战略,覆盖全球 100 多个国家的绿色能源、交通、机器 人和自动化产业,同时引领公司 AR 项 目。在此,优尔特描绘了 AR 的巨大潜 力——以及许多公司低估这些改变的原 因。
为什么 ABB 公司会对 AR 产生兴趣?AR 能够帮助我们以及我们的客户解决当 前面临的三大宏观经济挑战。
第一,技能 熟练的劳动力人口老龄化。比如石油和天 然气行业,20 世纪 60 年代和 70 年代曾 出现大规模就业潮,接着就业趋缓。现在, 大批工人到了退休的时候,许多技能和经 验知识也随他们离开。许多其他行业也在 经历类似的变化。
第二,我们在偏远地区 有越来越多的机器,但是我们又想通过远 程控制操作和修理,减少当地员工的数量。
第三,新技术变得越来越复杂,需要新的专业技术。
你们目前的试点领域是什么?我们正在纸浆和造纸业务中开发 AR 技术, 使我们无须派遣技术人员,就能为远程的消费者提供设备维修和售后服务。
目前, 消费者要在一夹子的说明书里寻找维修指南。我们正在研发有 AR 功能的 HoloLens 头戴设备,用户戴上,远程技术人员就可以看到用户眼前的设备,手把手指导他们 进行维修。
我们目前处于早期阶段。我们 把一些原型组装在一起,分享给消费者, 然后收集他们的反馈。我们的船舶业务部也在与一些公司联 手研究试点项目,其中包括无人驾驶船 只——就如同谷歌研发的无人驾驶汽车一 样。你可以想象,从最开始研究河湖中的小型无人驾驶渡船入手,最后升级到集装 箱货船。这些船上不需要大量的船员。如果岸上的人需要知道船上的实时动态,他 们可以运用 AR 技术。
我们认为几年内这项技术就可以进入市场。
如何远程查看无人驾驶船只,怎样操作?岸上的船长用 AR 技术可以看到船桥上的 视角,获得有关船速、航道和其他遥测数 据的文本信息。此类实践可以将虚拟现实 (VR)和 AR 技术相结合。
VR 用于船桥 上的视角。AR 则是覆盖在视线中的动态 遥测数据。如果传感器显示引擎室出现情况,你可以从船桥切换到那里,在视野中查看带有各种信息数据的引擎室。
你可以想象,如此一来船上全程都不需要多少船员了。
您觉得 AR 还可以用于什么工作?我认为,AR 技术在三个相互交叉的领域 已经起步。
首先是危险的工作。你想要保证人们尽可能掌握某一确切时刻最佳的信息,因为不这样做的话,可能导致人员受伤、设备毁坏,代价十分高昂。所以,我 能想象到在炼油厂、化工厂、建筑工地、 矿山等场所运用 AR 技术。
第二是在偏远地方,比如石油钻塔或者海上发电厂工作。在这些地方,确保现场人员掌握所需技能是非常重要的。
第三,对于那些与极度复杂的产品或机器打交道的人来说,AR 也 有用武之地。因为这些产品或机器十分复杂,所以不容易实现自动化。AR 用于修理工业 3D 打印机或者半导体实验室的研究工作就是不错的例子。
这些全都是尖端领域。不那么高大上的应 用也同样重要吗?
虽然这听上去没有那么激动人心,但也有巨大的影响:如果人们只是利用 AR 技术坚持一流操作,就可以避免错误和工伤。
就算有全球最棒的标准操作流程,如果你的工人不按流程做,也没有意义。AR 可以确保工人按流程操作。
比如,如果你在 跟工业电机打交道,操作手册中有一个步骤是“关掉电源”。你很容易忽略这一条, 导致机器被烧坏。如果有 AR,软件就会告诉你:“关掉电源然后看一眼开关,确保无误。”当你看开关的时候,AR 会拍照录开关的状态,打上时间标记,利用 GPS 记录电机的位置。所以你现在可以确定, 电机的开关在具体地点、具体时间、具体 流程步骤中已经被关闭。
针对日用领域的大量宣传是否会令企业对 AR 抱有不切实际的期待?
实际上,我认为有时候恰恰相反——媒体关于日常使用新技术的报道会让企业对那种技术产生消极的印象。
这种情况一再发生。想想媒体当时纷纷报道日用无人机, 使它们成为了令人讨厌的噱头或者玩具。
当然,我们现在发现了无人机在工业里的重大应用,比如视察炼油厂、地下管道、 高压输电线。
区块链同样如此,一开始它被视为比特币背后的技术。但企业开始意识到区块链将会对合约产生巨大影响。
此前,AR 被视为一个游戏平台,在谷歌眼镜延迟发布时还出现了负面报道。这些可能会使企业戴着有色眼光看待这一技术——没准儿只是什么用都没有的科学实验。但那些在工业领域真正使用 AR 技术 的人却十分激动。
对于 AR 技术,企业应该如何入门?
首先,如果你没有涉及过这门技术,那么你应该用数字化技术设计、打造自己产品, 这样你就会有数字模型,可以用于研发 AR 或 VR。否则,你就需要在后期补造这些模型,这很复杂。
第二,弄清楚 AR 能 够在公司或业务的哪些方面产生最大的价值。
利用我刚刚讲过的那三个方面来判断:危险,遥远,任务复杂。如果是简单易操作的机器,那么在这上面添加 AR 不应该 是企业的第一要务。
在业务方面,我会考虑哪些服务可以用 AR 技术加以提升和改进,而不是从零开始创造附带 AR 技术新的服务。
而且,企业更容易说服老顾客尝试升级版的服务。如果你和竞争者提供的服务一样,但你附带 AR 功能,允许顾客自己做一些事情,这不仅为顾客创造了价 值,也让你脱颖而出。
你如何看待 AR 和人工智能的结合?
今天,我们能创造非常好的人工智能(AI), 甚至能够玩游戏。但 AI 在面对没有预先设计的情景时,很难给出对应方案。它可以提供有依据的回应方案,但无法预测结果。
如果你设计一艘无人驾驶船,使其能 够在晴空和风平浪静的海上航行,可一旦飓风袭来,你不知道 AI 会采取何种办法。
至少在今后相当长的一段时间内,面对新情况时,人类更善于根据情境做出判断。所以,我们可以想象一下,随着 AI 和 AR 的融合,AI 会提供一系列建议,比如说维 修中下一步应该怎样做,而具有这方面专业知识的人类将做出最终决定,这个时候 AR 可以提供一些有用的指导。
如果发动机出现噪音,原因可能是多方面的。AI 能 够查看数据,提出 10 种可能存在的原因, 并将其中几条列在榜首。但技术人员基于本人的经验、团队的设计知识以及打开机 器后的发现等等一系列因素,采取下一步 行动。他将最终决定问题的所在,然后选 择一个 AR 程序来指导维修。
到目前为止,缺乏平价、轻便、性能好的智能眼镜阻碍了 AR 的 广泛应用。大多数公司使用的头戴式显示器(HMDs)价格昂贵 且笨重,顾客接受度都不尽如人意。
但研发一款受欢迎的新型数码交互设备的竞赛已经开始,同 时吸引了技术巨头和新晋发明者的目光。
投资者在可穿戴设备研发上投入大量的资金,期待具备 AR 功能的 HMDs 将最终颠覆手机和平板电脑市场。
AR 交互设备将取代口袋里的屏幕,消费者会不假思索地戴上并且一直戴着它们,就像太阳眼镜一样。
我们描述了企业如何使用 AR 技术提高视 觉效果、改善引导、增强互动。这些功能将使 HMDs 成为许多 产品和数据形式的用户交互界面。
消费者可以使用手势和声音指令来获取周围机器和设备的信息,并与之互动,包括家用电器、 声控系统、家里的冷暖空调、开灯和警报系统。
无论何时何地, 只要人们需要帮助,佩戴的智能眼镜就可以在视觉屏幕上指导人们解决问题、回答人们的问题(如何换轮胎?)、给出指引(地 铁出口在哪里?),甚至提供旅游信息。
下一代可穿戴设备长什么样?谷歌率先推出谷歌眼镜,这是富有远见的举动,但因高成本和隐私等各种各样的原因推迟上市。微软紧接着发布 HoloLens,许多人觉得这个产品前景光明,但 价格高昂(3000 美元)、视野狭窄、有些笨重(比较像个头戴设备,而不像太阳眼镜)。HoloLens 也许对企业应用来说足够了, 但尚未成为消费品。
据说,苹果公司在悄悄研发用户友好型智能眼镜。苹果 2017 年年中发布为 AR 应用服务的 ARKit 开发软件, 秋季发布会上推出了具有 AR 功能的 iPhone X,暗示了传言不 虚。
谷歌最近发布了一款升级版眼镜和 ARCore,直接针对苹果的 ARKit。许多其他公司也加入竞赛,其中就有一家创业公司 Magic Leap,目前它已经筹集 14 亿美元开发头戴式虚拟视网膜 显示屏。还有三家公司聚焦类似太阳眼镜的概念产品,分别是 Osterhout Design Group(ODG),Vuzix 和 Meta。 这场战役至关重要。打赢这场眼镜之战的企业将掌握一项改 变人们与数字世界和现实世界交互的技术,其影响力远比 10 年 前 iPhone 诞生更深远。在下一轮移动设备竞赛中,每家企业都 可以参与争夺世界最具价值公司的称号。