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通过传感器与AI的融合,构建人与机器的新关系

利用VR/AR和5G扩大远程工作范围

随着新冠病毒的全球肆虐,我们的生活和工作所处的环境发生了翻天覆地的变化。世界各地的人们不得不避免自由移动和与他人接触,在短时期内,人们的活动场所从现实世界转移到了虚拟世界。对于很多人来说,和朋友聊天、学校上课、公司开会等都在远程环境中进行已经成为理所当然的事情了吧。

虽然远程工作方式已被普遍接受,但是仍有很多业务无法实现远程化

据预测,这种充分利用虚拟世界的方式在新冠疫情结束后仍将持续下去。特别是在商业活动中被普遍接受的可能性很高。其原因有以下几个。

首先,全世界的人们都注意到了,原本认为必须面对面才能进行的商谈等,如果使用远程环境,反而比以前更有效率。出差减少,经费和时间节省了,很多人可以参加更多的会议。此外,另一个巨大转变是以前不喜欢并逃避使用ICT的人在迫不得已使用的过程中,掌握了灵活运用远程环境的技能。面对远程环境的工作,ICT相关知识以及技能方面的障碍不复存在。而且,远程办公契合了日本政府倡导的以实现多样化工作环境为目标的“工作方式改革”,是实现这一改革的最佳方法,其稳固扎根得到了社会和劳动者的支持。

鉴于这一系列现状,已经出现在“以远程工作为中心的工作方式”为前提,积极修改人事制度和缩小办公室等行动倾向。

另一方面,虽然处理事务、制作文档和资料等可以在远程工作中毫无障碍地完成,但也有很多业务如果不实际去现场、不查看实物就无法进行。这样的业务无法实现远程工作。特别是在制造业的现场,这样的例子尤为明显。

充分利用三维CAD模型,通过VR、AR提高设计和维护业务的效率

在制造业的设备维护保养和商品设计现场,活用虚拟现实(Virtual Reality:VR)和扩展现实(Augmented Reality:AR)、IoT等,导入新的沟通方式,用来传达迄今为止在远程环境下无法全部传达的信息,这样的尝试正日益活跃。

近年来,所有的工业产品和装置、设备都开始使用三维CAD进行设计。该技术的进步非常惊人,现在已经可以将构成机器的每一个零件都用三维模型设计出来,然后将其在计算机上进行组装和操作。无需制造试制品,即可以在虚拟世界里详细地确认产品的完成情况和动作。

在汽车、电子设备等工业产品的开发、甚至大楼等建筑物的设计过程中,产品企划、销售、设计师、生产技术人员等各种角色的专家需要找机会聚集在一起,对开发中的产品进行评估。至今为止,专家们都是实际聚集在一起,一边把试制品放在面前仔细检查,一边各抒己见地进行讨论。而现在,分别身处不同地方的专家们可以共享三维模型的数据,在头戴式显示器中一边移动或分解,一边进行不亚于现实世界中所实施的详细评估。

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另外,在制造装置和机床的开发中,可以将装置的三维数据放在预先进行了模型化的待安装生产线中,在现场安装之前即可以检验生产线中各装置之间的协调性和运转安全性等。

而且,将装置实际安装在现场后,还可以利用三维模型提高业务效率。首先,在现场对装置和设备进行维护的时候,可以一边利用AR将三维模型附带的技术信息叠加到装置的影像上进行参照,一边不出差错地执行复杂的操作。

更进一步,将安装在现场实际装置上的传感器收集到的数据输入到维护部门或装置制造商的服务器中的三维模型中,还可以制作出与现场装置相同动作和状态的复制品。这种被称为“数字孪生”的技术,可以用来预测现场装置的故障,模拟生产条件改变时装置的吞吐量和耐久性会受到怎样的影响。

使用这些VR、AR、IoT等技术的时候,连接各个现场、工作单位或家庭(远程工作的情况下)的高速、大容量、低延迟的网络是不可缺少的。在这方面,人们对第五代移动通信系统(5G)的使用充满期待。

通过机器人的动作实现身临其境的交流

另外,虽然事务性业务的远程工作逐步稳固扎根,并且有很多固有的优点,但并不能达到和直接见面一样的高质量交流。远程工作的环境还不能说是处于成熟的状态。

例如,对于远程环境下的会议、头脑风暴、商品评价等,很多人会产生微妙的违和感。使用视频会议系统时,全体参会人员的面部都会显示在画面上,乍一看,所有参会人员对发言的反应都能一目了然。但还是有很多时候不容易感知到参会人员的反应和当时的气氛,感觉不到自己发言所获得的反应,或是无法确信自己的反应是否传达给了发言人。这让我们再次认识到,人类不只是单纯地使用语言和表情进行交流的。

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这种利用远程环境时感受到的违和感似乎是全世界共通的。新冠疫情出现后,为了解决目前远程环境所面临的课题,活用研究阶段的ICT,致力于将高度交流技术实用化的研究活动明显活跃起来。在缺乏身临其境感的远程环境中进行的会议和接待业务,也正在利用最新的ICT和机器人技术,努力接近现实世界中的状态。

在美国、一些大企业办公室、医院、学校等地方已经开始用一种名为“Telepresence Robot(远程临场机器人)”的结构简单的机器人作为交流手段。这种远程交流机器人是在可移动的台车上安放能显示交流对象面部的平板终端,从外观上看是相当原始的机器人。交流的对象可以远程操控这个机器人,一边移动、改变方向,一边用平板电脑进行视频聊天。

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也许很多人会半信半疑,这么简单的装置能提高远程交流的质量吗?但是,实际使用的话,就会发现,和只用平板终端进行视频聊天的情况有很大的不同,这种方法可以得到身临其境的交流体验。

操控者通过远程控制机器人,可以自由移动到自己想去的地方,还可以改变方向。仅通过平板终端进行交流时,决定视野的主导权在于对方,而使用远程交流机器人时,主导权就转移到了操控者一方。因此,在和多个对象交谈时,就能朝着想交谈的对象说话了。机器人可以进行主动交流,例如在展示会场移动并停在展台前听别人说话,或者在聚会会场找到感兴趣的对象说话等。

另一方面,与机器人接触的人可以通过机器人的动作感受到对方的气息和存在感。不仅是声音和图像,还能通过感受对方的举止和动作,很容易地判断出机器人在向谁说话、对方是否在听自己说话。

瞬间将自己的分身移动到远方

还有一种名为Telexistence(远程存在)的技术,它是Telepresence(远程临场)技术进一步发展的成果。Telexistence是一种远程操纵“能再现自己动作和五感的分身(机器人)”,从而进行更高质量的交流和工作的技术,由东京大学名誉教授馆暲提倡。

Telepresence(远程临场)是使用控制器等有意识地操作机器人的动作,而Telexistence(远程存在)则是通过传感器来检测操作者的动作,能无意识地操作远程机器人。因此,如果在机器人侧搭载照相机,并使操作者能在HMD(头戴式显示器)上看到谈话对象所在位置的影像,就可以更加沉浸在远程交流和操作中。此外,如果活用本系列主题1中介绍过的haptics(振动反馈)技术,添加能将机器人触摸到的触感反馈给操作者的功能的话,临场感和沉浸感就会进一步提高。

Telepresence(远程临场)不仅适用于工作场合,还有望用于虚拟旅游和医疗现场等领域。如果将分身机器人像共享单车一样放置在各类场所,或许就可以通过网络转移,仿佛瞬间移动一般,能在遥远的地方工作或观光。

着眼于远程优先的生活和工作,远程技术加速进化

到目前为止,使用远程环境的生活和工作,只不过是无法在现实世界中移动和直接见面时的次要手段。即使在新冠疫情的最初阶段也是如此。但是从今以后,人们可能会首先考虑“远程优先”的工作推进方式,只在真正有必要的情况下,才有可能召开线下会议等。

鉴于这样的时代即将到来,前面介绍的远程环境的技术进化今后必将加速发展。之后还将确立只有在远程环境下才能实现的沟通方式和工作推进方式,并顺理成章地得以灵活运用。通过机器人,我们可以无距离感地进行密切而深入的交流,可以体验比以往更多的事情,这样的未来已经指日可待了。

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