11月9日,2022聯想創新科技大會開幕。聯想集團首席執行官楊元慶稱,聯想是全球啟動工業元宇宙開創性研究最早的企業,把虛實映射、虛實疊加、虛實聯動等技術應用於生產、維修等各種環節,提升產業智能化水平。
菲爾茲獎首位華人得主、全球最傑出和最具影響力的數學大師之一、清華大學教授丘成桐表示,元宇宙還有很多技術問題需要數學等基礎學科的支撐,需要包括聯想在內的產業夥伴一起來推動。聯想集團首席技術官芮勇也大篇幅以自身案例講述工業元宇宙,展示聯想在該領域的優勢和信心。
芮勇稱,在聯想看來,元宇宙是物理世界和虛擬世界的融合,在這樣的元宇宙裏,虛實兩個世界的信息獲得了整合和相互增強,從而實現了1+1>2的效果。人和物在這個虛實融合的空間中,可以通過各種各樣的互聯和互動,以更高的效率、更低的成本、更身臨其境的沉浸感和互動體驗,解決日常生活、社會運行和產業發展中的諸多問題。
以電力行業的工業元宇宙為案例,聯想是如何提供解決方案的?
電是現代生活中必不可少的基礎設施,一旦出現故障導致斷電,會造成巨大的損失。因此,電力設施的巡檢非常重要。以往,電力設備的檢查主要依靠人工,不僅耗時耗力,有時還會對巡檢工人帶來安全風險。而且,因為疲勞、疏忽等原因,人工巡檢還可能會犯錯,這些都會給電力設施維護帶來高昂的成本和隱患。
聯想打造的虛實融合的工業元宇宙解決方案,為這些棘手的問題,提供了全新的解決思路。而要打造這樣的技術和方案,關鍵是建立一個連接虛擬世界和物理世界的元宇宙。
如何構建這樣的工業元宇宙?
主要有三種方式,包括虛實映射,虛實疊加、虛實聯動。以電力巡檢為例:
第一種方式虛實映射。如果要打造電力巡檢元宇宙的解決方案,就需要構建物理電站的虛擬世界,聯想稱之為“元空間”。這個元空間需要包含四層“建築材料”,缺一不可。
1.特徵定位層,它使得在元宇宙中運行的設備,例如 XR 眼鏡和機器人,能夠識別它們六個自由度的位置和方向;
2.幾何結構層,它描述了環境和物體的三維幾何結構,這也有助於XR設備執行任務時進行路徑規劃;
3.紋理表徵層,它能捕獲物體的細節以進行高保真渲染,從而提供身臨其境、與現實世界高度逼真的沉浸式體驗;
4.對象語義層,這一層能讓元宇宙中的設備識別和操作各類物體。
打造虛實融合的電站,這四層都非常關鍵。聯想是業內第一家將這四層集成到同一個元空間、並可由各種類型設備共享使用的企業。
第二種方式虛實疊加。在虛擬電站中,通過AR眼鏡,能夠將豐富的虛擬信息疊加在真實的設備之上,幫助巡檢工人更高效地檢查設備狀態、識別設備故障。比如物理變壓器,帶上AR眼鏡之後,它的虛擬結構立刻與真實的變壓器疊加在了一起,哪裏有問題,哪裏有異常,一目瞭然。聯想的 AR 眼鏡具有更大的可觀察區域 FOV,能夠提供更好的身臨其境的體驗,同時聯想的邊緣計算技術也讓複雜物體的實時渲染成為可能。對於打造元宇宙沉浸式體驗來説,這兩項技術至關重要。
第三種方式虛實聯動。怎麼聯動?其實就是虛帶動實,實帶動虛。巡檢人員可能無法到達電站的每一個角落,尤其是那些對健康和生命構成威脅的區域。在這種情況下,可以讓機器人代替人類完成工作。比如,可以在平板電腦上, 在虛擬電站中,為機器人規劃一條巡檢路徑,它將沿着這條路徑,在物理電站中移動,執行儀表讀數識別、異常發熱檢測、設備狀態監測等任務,這是虛帶動實。另一方面,從物理世界獲得的相關數據會被同步傳到虛擬世界,這是實帶動虛。
這就是聯想提出的、融合了虛擬與物理世界的元宇宙的三種構建方式,即:
1.虛實映射:能夠把物理世界“復刻”為對應的虛擬世界
2.虛實疊加:能夠將虛擬世界疊加在物理世界之上
3.虛實聯動:虛擬世界能帶動物理世界,物理世界也能帶動虛擬世界;兩個世界完全融合。