什么是空间计算?混合现实将如何模糊物理世界与数字世界的界限?

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  • 空间计算涵盖增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)等技术,被誉为下一次技术演进。但它究竟是什么,又将如何塑造未来?

  • 世界经济论坛《与领袖对话》播客邀请了Spatial Dynamics的未来学家兼企业家凯茜·哈克尔,探讨混合现实将如何影响我们的生活和工作,尤其是通过沉浸式应用和多人互动环境产生的影响。

  • 哈克尔表示,空间计算不仅会带来新型数据和应用,也会引发有关隐私、人才招募,以及集成激光雷达(LiDAR)和深度感知摄像头等先进传感器的重要问题。

“花些时间和你身边的孩子一起玩电子游戏,这样你就能开始理解,成长为一代能够在物理世界与虚拟世界之间自由穿梭的人,究竟意味着什么。”

未来学家、Spatial Dynamics首席执行官凯茜·哈克尔给其他商界领袖的建议是:亲自了解未来——届时物理世界与虚拟世界将融为一体。她说,或者用技术术语来说,他们需要理解空间计算或混合现实的概念及其影响。

哈克尔参加了世界经济论坛的《与领袖对话》播客系列,探讨人类与技术互动的未来。以下是这场对话中提出的一些关键主题。

凯茜·哈克尔是Spatial Dynamics首席执行官、未来学家和元宇宙策略师。Image: Flickr/DLD Conference

什么是空间计算?

空间计算融合数字世界与物理世界,将虚拟现实和增强现实叠加到我们所处的环境中。

借助空间计算,计算机能够自然地融入物理世界。微软HoloLens和苹果Vision Pro等头戴设备,让用户能够看到真实世界中叠加的数字对象;这些对象呈现出三维效果,与现实环境融为一体。

这些头戴设备可以将虚拟对象变成全息影像,并通过空间音效和对用户周围环境的感知,让体验更具沉浸感。

哈克尔将空间计算描述为计算技术继大型机、台式电脑、个人电脑和移动设备之后的下一次演进。

“移动计算带来了巨大的变革,创造了大量机会,也改变了人们与技术互动的方式,”她解释道。“如今,我们开始看到计算从移动计算演进为空间计算——计算不再局限于屏幕。它开始理解物理世界,并进一步拓展计算的边界。”

美国国家航空航天局(NASA)猎户座飞船乘员舱的部分组件采用空间计算技术建造。Image: REUTERS/Joe Skipper

涉及哪些沉浸式技术?

空间计算涵盖多种沉浸式技术,包括扩展现实(XR)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)。这些技术虽然有一些共同特征,但在实现方式和用户体验上各不相同:

  • VR打造完全沉浸式的数字环境,通常借助头戴式显示设备(HMD)。

  • AR将数字内容叠加在现实世界中,通常通过智能手机或透明头戴设备实现。

  • MR融合虚拟元素与现实元素,使数字对象能够与物理空间互动。

  • XR是一个统称,涵盖AR、VR和MR技术。


空间计算利用这些技术以及深度感知摄像头、惯性测量单元(IMU)等先进硬件,实现数字世界与物理世界之间的无缝互动。这种整合促成了沉浸式虚拟实地考察和交互式科学模拟等创新应用,正在变革从教育到工业设计等领域

空间计算将如何改变我们的工作方式?

尽管空间计算仍是一门新兴领域,但已有不少例子展示了混合现实如何应用于消费场景和工作场所。

游戏是显而易见的一种应用,漫威如今让粉丝得以成为其超级英雄宇宙的一部分,参与一场长达一小时的混合现实体验。

但空间计算并非只为有志成为超级英雄的人服务。NASA在建造猎户座飞船时使用了空间计算。该飞船是阿耳忒弥斯计划的一部分,计划将人类送回月球,并最终送往火星。洛克希德·马丁开始组装猎户座乘员舱的座椅时,现场没有说明书或图纸。技术人员需要了解的一切,都来自他们佩戴的HoloLens 2设备:语音指令逐步引导他们完成组装,同时将部件的全息图像叠加在座椅上,标明部件应安装的位置和方式。

“他们发现,使用空间计算将人工成本和工时降低了90%。这是一个早期案例,而且非常独特,”哈克尔告诉世界经济论坛。“这开始证明,空间计算可以在某种程度上赋予我们超人的能力,增强我们的劳动力。”

医疗领域也出现了类似案例,例如功能齐全、具有沉浸感的人体心脏模型。使用苹果Vision Pro头戴设备,实习临床医护人员可以与逼真的心脏模拟模型进行虚拟互动;该模型的反应与真实心脏如出一辙。

哈克尔还提到了论坛的全球协作村,该项目鼓励通过合作解决问题,可作为迈向混合现实的一个起点。

空间计算要实现,还需要哪些条件?

空间计算由四个关键要素构成。硬件是其中之一,不仅包括混合现实头戴设备,也包括新技术,例如AI可穿戴设备,如AI Pin和Rabbit R1,哈克尔说道。她预计,未来几个月这类设备将大量涌现。

谈到下一个要素——软件时,她强调了计算机视觉的重要性,因为它能让计算机理解周围的物体和人

“我们必须明白,人工智能热潮中发生的一切,正开始推动空间计算真正成为现实。因为这些空间计算设备需要理解物理世界,而它们只能通过计算机视觉做到这一点。为此,我们需要创建并训练大型模型来理解世界。”

哈克尔补充说,人工智能领域的大语言模型和视觉模型,以及游戏引擎,都为此铺平了道路。

数据是空间计算的另一个关键要素。新类型的数据不断涌现,另一些数据则逐渐被取代。她指出,二维像素正被三维“体素”取代。

“要让这一切运转起来并真正实现,你们需要前所未有的连接水平。5G还远远不够。你们需要6G,以及介于两者之间的一切。”

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空间计算会带来哪些新挑战?

“空间计算并非某一种单一技术或单一设备。空间计算几乎可以说是一个全新的技术领域,”哈克尔指出。

过去几年,人工智能已经表明,新的技术范式会带来新的挑战。

“当你把计算拓展到物理世界时,也必须开始思考一个叫作‘虚拟空域权’的问题。”

“我周围的空域归谁所有?谁有权在我面前投放广告?谁有权在其中播放音频?我认为,虚拟空域由此开始成为一个更受关注的话题,而且将影响每一个人。”

但像这样的重大技术变革,也会影响企业需要何种人才来把握正在出现的机遇。要想取得成功,与伴随数字技术成长的一代人建立紧密联系将发挥重要作用。

“我与阿尔法世代有很多合作,也密切研究这一代人。我的三个孩子都属于阿尔法世代。对他们来说,虚拟空间里发生的事并不比物理空间里发生的事更不真实。他们在两个领域之间自由穿梭。”

“看看阿尔法世代,他们更多活跃于游戏空间。他们很有创业精神,是‘世界构建者’。他们一直在Minecraft和Roblox里构建世界,”哈克尔强调。“这一点本身就让企业在招聘、留用和培训专业人才方面需要采取不同的做法。”

为了吸引最年轻的消费群体,商界领袖需要沉浸在阿尔法世代自然而然熟悉的混合现实世界中。哈克尔建议,按俗话说的“和孩子们打成一片”,加入他们的数字活动,真正了解这一代人的兴趣和动力。

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