增强现实如何改变工作

在佛罗里达州彭萨科拉的GE可再生能源工厂，一名技术人员正在组装进入风力涡轮机轮毂的电气柜的布线，这是一个复杂的过程，需要将数百根电线匹配到其相应的插座中。 传统上，该任务非常依赖于包含每条导线插入位置的说明手册来执行。 但是在过去的40分钟中，技术人员一直以几乎令人不安的精确度精心开展业务，而不必停顿一下车间角落里封闭的厚重的手动坐姿。

技术人员尚未记住手册中包含的大量说明。 取而代之的是，他依靠Google Glass，这是一副像一副眼镜一样佩戴的设备，该设备使用增强现实（AR）技术为他的视野中的任务投射了逐步的说明。

AR是虚拟现实（VR）的年轻堂兄，它将图形和信息叠加到现实世界的图像上。 随着移动游戏轰动Pokemon Go和愚蠢的Snapchat过滤器的推出，AR越来越受欢迎。 但是，包括Google，Facebook和Apple在内的主要科技公司现在都提供了开发AR应用程序的平台和工具。

除了游戏和娱乐之外，AR的更大前景（估计到2021年将成为490亿美元的市场）是专业的实践型劳动力：随时随地获得信息和帮助可以极大地提高速度和效率。

通用电气（GE）是悄悄测试AR技术以提高生产力和减少错误的方法之一。 在风力涡轮机电气柜的情况下，操作员首次使用AR眼镜可以使速度提高34％。 这种趋势正在进入不同行业的其他大公司，推动了制造，仓库管理，设备维护，设计等方面的显着改善。

AR眼镜的重生

Google Glass于2013年首次以小组形式首次亮相，但由于价格，缺乏清晰的功能，错误的性能以及整体的毛骨悚然，它未能获得吸引力。 人们回避它，企业禁止它，其用户被称为“ Glassholes”，到2015年，面向消费者的Google Glass被搁置了。

但是，同一技术在工厂，仓库和医院等动手工作场所中找到了新家，并因此获得了“辅助现实”的称号。

著名的工业AR解决方案提供商Upskill的首席战略官Jay Kim说：“与我们合作并与生态系统中的其他成员合作的各种公司都将其视为潜在的游戏规则改变者。” “我们正在解决真正的问题，而在消费者的背景下，这些设备真是太好了。”

使工人无障碍地访问信息是智能眼镜的一个明显的用例。 Upskill等公司使组织能够将AR技术集成到他们的工作流中。 GE是Upskill的主要客户之一，一直在可再生能源和航空等多个领域使用该公司的AR应用程序。

在工作时，使用智能眼镜的员工可以在不中断工作的情况下访问有关手头任务的说明和详细内容。 它们通过语音命令或通过轻拂玻璃的侧面来与齿轮交互。 这些设备使他们能够从工作环境中捕获诸如镜头或图片之类的信息，并将其发送以存储在公司的后端服务器中。

Kim说：“在竞争日益激烈的全球经济形势下，企业购买者着眼于他们能够保持的每条优势，以保持与他人的竞争优势。” Upskill现在为波音，壳牌和好时等各个行业的众多知名客户提供服务。 “借助AR，我们能够在工厂，制造环境，现场和仓库的各个方面为众多客户带来非常强大的成果。”

混合现实即将到来

其他公司正在通过混合现实（MR）来提高员工绩效，MR是传统AR和VR之间一种更高级的增强现实形式。 与将图形对象叠加在真实世界影像之上的标准AR相反，混合现实具有深度，并给人以这样的印象，即这些对象已嵌入真实空间中。 例如，在MR体验中，如果现实对象站在其路径中，则可能会部分或完全遮盖虚拟对象。

该技术仍处于早期阶段。 耳机体积较大，覆盖了用户的整个视野​​，并且视野有限。 除了高端头戴式耳机外，大多数MR设备还要求佩戴者将其拴在计算机上，这使得它们在移动工作环境中的使用受到了一些限制。

但是，MR的沉浸式体验具有一些有希望的用例，并且许多公司和投资者都在押注其未来。 MR耳机初创公司Magic Leap筹集了超过10亿美元的资金，甚至没有发布其初始产品。 微软和爱普生等老牌公司也已涉足这一领域。

航空航天和国防巨头洛克希德·马丁公司正在与混合现实相结合，用于建造和设计Orion航天器和NextSTEP太空栖息地等物理原型，这是它与NASA合作进行的两个项目。

“您要将宇航员放在猎户座的实际座位或外壳中，并且希望该宇航员看到其内部结构，但是您没有物理模型，” Darin Bolthouse说，洛克希德人类沉浸式协作实验室（CHIL）的经理。 “我们将系统的外壳或基本结构构建为完整的物理模型，然后有人可以穿上增强现实设备并开始看到其他工程细节。”

使用头戴式显示器（例如Microsoft HoloLens）和真正的MR设备，用户可以看到控制面板，接线和最终模型的其他部分。 “在增强现实之前，您将需要花一些时间使用打印的纹理贴图或其他物理模型将这些其他细节构建到模型中，” Bolthouse说。 现在，他们可以将模型的CAD图直接投影到MR耳机中。

2015年，Microsoft与CAD软件的领导者Autodesk合作提供了可视化和共享MR技术的3D设计工具。 这些工具可以在很多领域发挥重要作用，包括建筑，建筑和工业工程。 这项技术可以帮助他们使项目可视化，使其看起来像在实际最终环境中一样，从而使设计人员，工程师，建筑师，工人甚至客户都可以在同一页面上，而不必在CAD软件中浏览2D地图或查看3D模型。 。

Kim说：“混合现实是AR广泛环境中的下一个重要技术前沿。” “技术将发展的地方是，随着内容源准备好以沉浸式方式消费，我们当然可以看到公司开始采用越来越多的技术……这将是下一种进化为AR无处不在的世界。”

不断增长的市场

根据Forrester Research的一项研究，到2025年，估计将有1, 440万美国工人在工作场所佩戴智能眼镜。今年初，谷歌眼镜以企业版返回，该企业版修复了初始产品的许多技术缺陷。 现在可以将其固定在安全眼镜上，使其更适合于更多的工作环境。

但是Google并不是这个领域的唯一参与者。 Vuzix，英特尔和Iristick也有AR智能眼镜可以工作。 越来越多的客户公司开始加入AR潮流。 航空航天巨头波音公司是Upskill的另一个客户，它在线束的构造中使用了AR，这是一种既敏感又费力的手动过程，涉及为每架飞机组装成千上万的电线。

该公司用专门的AR应用程序和智能眼镜取代了电话簿大小的手册和笔记本电脑。 该应用程序将引导用户完成这些步骤。 用户可以通过语音命令与应用程序进行交互，并查询每条电线的装配路线图。 这种无缝的经验使飞机制造商将生产时间减少了25％。

金说：“与生产率提高同等重要的是，他们的错误率已被有效地驱动为零。” “他们不仅使事情变得更快，而且还确保从装配线生产出来的每个产品都正确制造。将这两个因素综合起来，就可以预测其整个运营过程节省了数百万美元。”

该应用程序还使用户能够重播先前记录的装配镜头以进行指导，或将其视点视频流传输给专家以进行远程协助。

“远程协助是智能眼镜在专业工作中的一个简单但非常重要的用例，”比利时面向云和可穿戴应用的解决方案提供商Proceedix的首席执行官Peter Verstraeten说。 “这就像免提Skype，使现场工程师和控制室专家的视线保持一致。”

主要的农业设备制造商爱科（AGCO）几年前就采用了Proceedix的服务，以在其工厂和车间中采用智能玻璃技术。 解决问题后，该公司将AR完全集成到其工作流程中。 智能眼镜为爱科现场人员完成的任务之一是获得远程帮助。 现场服务代表可以通过其智能玻璃应用程序向AGCO技术支持人员发送机械的照片或实时视频，并获得有关解决问题的帮助。 正如Verstraeten解释的那样，智能玻璃和AR的应用正在帮助公司为其训练有素的专家（他们最稀缺的资源之一）节省时间和差旅成本。

Upskill的客户可口可乐已在其装瓶设施中集成了智能眼镜，从而避免了从其设备供应商所在的德国飞来的专家进行维护和更换等任务的需要。 “通过以免提方式提供远程协助，他们可以重新审视工作，为操作员提供帮助，并减少制造过程中的停机时间，” Kim说。

洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）的工程师Bolthouse说：“这具有巨大优势。”该公司的制造任务通常在需要特殊防护服和进入程序的无尘室内进行。 无需专家出现在车间即可获得专家的免提远程协助，可以节省大量时间和精力。

为未来的劳动力做好准备

人工智能和机器学习的进步在整个就业领域造成了重大破坏。 尽管我们还没有谈到劳动力的彻底淘汰，但各个领域对工作的技能要求正在发生变化并逐渐增加，从而造成各个领域合格候选人的匮乏。

例如，美国制造业面临着越来越多的工业工人短缺。 根据德勤（Deloitte）2015年的一项研究，未来十年将需要填补超过350万个制造业工作岗位。 但是由于缺乏熟练工人，这些工作中有200万将仍然空缺。 许多专家认为，解决方案是人与机器的结合。 在这方面，辅助现实可以改变游戏规则。

“我们相信，虽然技术不一定本身解决了技能方面的鸿沟，但它肯定在减少进入多个不同技能岗位的障碍方面发挥了作用，因此人们可以更有效地完成一项任务能够从任务中获得实时指导，从而完成一项任务或从一项工作转移到另一项工作。”

像显示信息一样简单的用例可以帮助工作人员适应以前要求他们部分或全部记住说明以变得熟练的任务。 除此之外，在现实世界中查看信息还具有其他好处。

Bolthouse表示：“这将使您能够更轻松地了解要做的事情，因为您不必解释更复杂的工程图或其他信息。” “通过以更直观和自然的方式呈现信息，工人将不再需要获得过去必须具备的某些技能。”

培训劳动力是增强现实可以提供积极帮助的另一个领域。 Proceedix首席执行官Verstraeten说：“像HoloLens或Epson Moverio这样的耳机可以帮助建立交互式的训练和模拟场景，使佩戴者可以通过直接在视场中放置数字层来了解现实情况。” 但是他也指出了内容制作的成本是一个限制因素。 他解释说：“只有在帮助许多用户很多次的情况下，或者在失败的代价很高的情况下，这才是合理的。”

洛克希德公司正在其位于加利福尼亚州森尼韦尔的太阳能电池阵列生产设施中将AR用于教育目的，在那里它为其卫星制造了太阳能翼。 使用iPad和AR应用程序，工作人员在学习每个装配的步骤时可以查看虚拟模型，并且可以在工作中将真实零件与AR模型进行比较。

AR和其他技术

当AR与其他新兴技术结合使用时，AR在提高员工多功能性方面的真正好处就发挥了作用，将数字化工作流程，可测量性和透明性引入了整个制造过程。

GE航空开始将AR与IoT技术结合使用，以减少错误并帮助工人提高执行敏感任务的技能。 在辛辛那提工厂中，该公司的技工正在使用智能眼镜以及具有IoT功能的扭矩扳手来调节发动机流体管路和软管中的B型螺母。 当他们执行标准程序并到达需要使用扭矩扳手的步骤时，AR应用程序会实时从设备读取扭矩值并将其投射到智能玻璃显示屏上。

“不仅现在您正在使用AR来获得有关如何完成工作的帮助，而且还通过将数据发送回系统来完成循环，这可以使您达到一定程度的合规性，并且可以深入了解产品的精确度是建造和维护的。”金说。

随着诸如深度学习和计算机视觉之类的技术在各行各业变得越来越先进和普及，AR设备将有一天能够分析和了解用户在做什么，并帮助他们完成任务。

Bolthouse表示：“如果您具有装配的CAD模型表示，则设备最终将能够验证您是否正确执行了该操作，或者可以识别并指出是否与参考材料不匹配。” “软件和硬件的组合目前还不能以健壮的方式做到这一点，但这是很多事情的目的。”

挑战性

尽管增强现实技术取得了令人瞩目的进步，但障碍依然存在。 AR装备的价格已大幅下降，但仍然很高。 例如，Google Glass Enterprise Edition的价格为1, 500美元。 对于不受限制的混合现实耳机，例如Microsoft HoloLens，价格徘徊在3, 000美元左右。 尽管在大多数情况下，投资回报是巨大的，但为大量工人配备智能眼镜或MR头戴设备的入门成本是并非所有公司都可以解决的障碍。

当前的设备也尚未准备好提供完全身临其境的体验。 Kim说：“ AR应用程序必须从在带有大量图形卡的8核工作站上构建的CAD工程图中得出，”该要求几乎不可能在智能眼镜或头戴式受话器上本地提供。少量的RAM和处理能力。

“您将遇到限制，” Kim说。 “如果一家公司试图推动更加身临其境的增强现实应用程序并在真实对象之上提供覆盖，那么构建这些应用程序的成本将是巨大的。”

洛克希德的Bolthouse公司将视野有限，恶心，沉重和手推车故障识别为有限的设备，这是当前硬件的一些技术缺陷。 他说：“这就像我们仍处于可穿戴式AR设备的实体手机时代。” “尽管这些设备如何应用的价值非常明显，而且我们正在期待它们的使用，但我认为在广泛采用之前，您必须解决很多这些技术问题。”

目前，辅助现实（传递大公司现有数据库中的信息）是可以大规模采用AR的一种方法，越来越多的公司正在采用这种用法。 “这是一种较小的屏幕体验，而不是身临其境，但它们包含了人们在工作时习惯于每天看到的所有信息，” Kim说。 “我们认为这是在未来AR广泛采用AR的第一步。”

正如最初的Google Glass所展示的那样，我们可能还没有准备好在街道，商店和（尤其是）公共洗手间看到人们戴着AR眼镜和头戴式耳机。 但是动手的员工渴望加入。 随着它的发展，AR可能会在消费者领域获得更多的认可。 毕竟，几十年前，很少有人能想到我们都将兜售袖珍型电话计算机。 今天，很难想象没有他们的生活。