邁向互聯(lián)互通世界的下一個步驟是:讓任何人都能遠(yuǎn)程教學(xué)、學(xué)習(xí)及開展活動。通過這種方式,人類技能的給予或獲取將不再受限于任何物理邊界,人類的知識將在全球氛圍內(nèi)更加快速高效地傳播。我們稱這一概念為“技能互聯(lián)網(wǎng)”,在未來數(shù)字化世界里,技能互聯(lián)網(wǎng)是一場重頭戲。
技能互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是愛立信首席技術(shù)官提出的五大關(guān)鍵技術(shù)趨勢其中之一。實(shí)現(xiàn)技能互聯(lián)網(wǎng)的一大主要前提是視覺、聽覺和觸覺技術(shù)的獲取,從而使人類在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、教學(xué)或開展活動時,能夠獲得與本地相近的感官體驗(yàn)。
例如,當(dāng)一位斯德哥爾摩的外科醫(yī)生對一位身在哥德堡的病人實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)時,其所聽到、看到、感覺到的,都應(yīng)該像在斯德哥爾摩的手術(shù)室現(xiàn)場操刀一樣。同樣,技術(shù)人員在某個地方維修機(jī)器時,應(yīng)該能夠獲得遠(yuǎn)程專家的指導(dǎo),就像專家就在身旁。
允許用戶與遠(yuǎn)程終端和機(jī)器人進(jìn)行無縫交互也是基本前提之一。并且,由于該系統(tǒng)需借助超低延遲和高帶寬網(wǎng)絡(luò)以及云技術(shù)來提供端到端體驗(yàn),通信技術(shù)也是重要的組成部分。
過去幾年中,這些技術(shù)領(lǐng)域均取得了一定的進(jìn)展。現(xiàn)在,市場上既有能夠呈現(xiàn)3D視覺效果的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)終端,又有能夠?qū)崟r采集世界各地高質(zhì)量3D視覺和聽覺信息的新型傳感器。此外,3D空間音頻技術(shù)也已被開發(fā)出來,最新的觸覺技術(shù)能在用戶體驗(yàn)動作、力量、形狀和質(zhì)地時不斷提高真實(shí)感。
PengramAR和ScopeAR聯(lián)合開發(fā)的混合現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程專家輔助系統(tǒng)就是其中一個例子。然而,當(dāng)前的系統(tǒng)缺乏聽覺、視覺和觸覺技術(shù)能力以及與終端和機(jī)器互動的方法,因此不能算是全沉浸式的技能互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。由于這些系統(tǒng)需要包含多個技術(shù)組件并具備像人類一樣的理解能力,因此,我們是否能真正構(gòu)建此類系統(tǒng)將取決于每個組件的開發(fā)情況和成熟度。此外,這些系統(tǒng)目前還缺乏可用的5G通信和云技術(shù),無法提供所需的靈活性、高帶寬和低延遲。
實(shí)時遠(yuǎn)程通信
高質(zhì)量并且高效率地抓取、傳輸和渲染視覺、聽覺和觸覺信息至關(guān)重要。因此,適用于所有這些形態(tài)的傳感器、算法和執(zhí)行器缺一不可。
在視覺組件方面,技術(shù)的發(fā)展主要集中在實(shí)時3D視頻采集、處理和渲染方面。對于視頻采集,近幾年市場上已經(jīng)推出了基于不同基礎(chǔ)技術(shù)的幾種新型傳感器,價格也已大幅下降。這些傳感器將深層信息與RGB貼圖相結(jié)合,以3D的形式展現(xiàn)捕捉到的世界,從而為用戶提供沉浸式的混合或虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。鑒于用戶希望這種體驗(yàn)?zāi)軌蚪咏渑c自然環(huán)境的互動體驗(yàn),所以通常這些沉浸式場景需在進(jìn)行編碼和渲染之后再呈現(xiàn)給用戶,以達(dá)到足夠高的質(zhì)量。但是,這種做法將會因?yàn)榉直媛屎蛶俾实奶岣叨a(chǎn)生帶寬壓力,當(dāng)用戶在虛擬世界中遨游或與之實(shí)時互動時會產(chǎn)生延遲。
機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)步提高了算法采集和處理的質(zhì)量與效率。在渲染方面,市場上每年都會推出幾款新的VR和MR終端,畫面分辨率越來越高,視野、深度感、可穿戴性和終端定位方面均有所改進(jìn)。尤其是近期開發(fā)的基于智能手機(jī)的低成本MR耳機(jī),似乎預(yù)示著MR應(yīng)用的前景不可限量。鑒于人們已在采集和渲染技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了大量投資,這些技術(shù)的質(zhì)量、性能和可用性將不斷提升。
在音頻組件方面,技術(shù)的發(fā)展主要集中在空間音頻麥克風(fēng)上,希望能夠研發(fā)出更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的新型空間音頻麥克風(fēng)來采集房間內(nèi)一個或多個空間位置的聲場。然后,人們希望借助空間音頻濾波方法使用這些麥克風(fēng),以分離房間中的各個聲源并估計它們在3D空間中的位置,或者呈現(xiàn)聲場圖。空間音頻渲染器的性能很大程度上取決于渲染中使用的HR濾波器型號與用戶自己的物理HR濾波器的匹配效果。這是一個非常活躍的研發(fā)領(lǐng)域,現(xiàn)在已有合理的解決方案,而在不久的將來還會有更好的解決方案出現(xiàn)。目前,相關(guān)各方正努力規(guī)范交換空間音頻流所用的格式并開發(fā)壓縮技術(shù),以應(yīng)對采集空間音頻所需的日益龐大的數(shù)據(jù)。
在觸覺組件方面,技術(shù)的發(fā)展日益專注于可穿戴觸覺終端,這主要是受VR應(yīng)用的推動。新面市的終端主要是指環(huán)和手環(huán),主要目的是讓用戶能夠感受到3G場景中的動作、力量和質(zhì)地。同樣,這些終端也能感受到用戶在互動中施加的動作和力量。鑒于目前的可穿戴終端通常難以設(shè)置或穿戴(主要是因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)較高的自由度),因此這方面仍存在嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
基于超聲波的觸覺終端最近浮出水面。超聲波就相當(dāng)于用戶的手,因此不再需要用戶佩戴或持有物理終端。該技術(shù)因易于使用和設(shè)置而極具吸引力。它的主要缺點(diǎn)是觸覺反饋的質(zhì)量還比較低。我們相信可穿戴觸覺終端和基于超聲波的終端將會繼續(xù)改進(jìn),而未來幾年新型傳感器和執(zhí)行器的涌現(xiàn)也將進(jìn)一步改進(jìn)觸覺終端。觸覺通信的標(biāo)準(zhǔn)化工作最近幾年也已開始,很可能推動觸覺技術(shù)的加速擴(kuò)展與部署,并大力推動技能互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。
在這個新范式中,人類開展互動時使用的終端將發(fā)生翻天覆地的變化,最重要的是,人機(jī)互動將成為常態(tài)。因此,您在設(shè)計這些新終端和機(jī)器人時,應(yīng)將人類互動考慮在內(nèi)。
技能互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的面市很有可能大大降低人類的差旅需要,并進(jìn)一步提高人類遠(yuǎn)程工作的能力。此類技術(shù)將對實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的第11(可持續(xù)發(fā)展的城市和社區(qū))、12(負(fù)責(zé)任的消費(fèi)與生產(chǎn))和13號目標(biāo)(氣候行動)起到巨大助推作用。
通信技術(shù)
5G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化將成為技能互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵推動力。觸覺通信需要低于10毫秒的延遲,而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)則需借助5G超可靠低延遲通信(URLLC)標(biāo)準(zhǔn)功能。特別是,大量3D視覺信息對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了高要求。利用低延遲網(wǎng)絡(luò),您可在終端之間快速傳輸大量數(shù)據(jù),從而騰出更多時間用于處理和分析可用信息。
最新的云技術(shù)發(fā)展有望提高技能互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性以及該系統(tǒng)中的資源利用率。邊緣云將允許您高效處理用戶附近眾多終端所采集的大量3D視覺、聽覺和觸覺信息。此外,邊緣云還能降低VR/MR耳機(jī)的計算需求,從而延長終端的電池壽命。
愛立信的研究
自2015年以來,我們一直與多家企業(yè)和大學(xué)合作,以展示技能互聯(lián)網(wǎng)的可行性及其令人興奮的優(yōu)勢。例如,我們與斯堪尼亞汽車一起實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制公交車;攜手沃爾沃集團(tuán)遠(yuǎn)程控制輪式裝載機(jī)和挖掘機(jī);聯(lián)合ABB遠(yuǎn)程控制機(jī)器人手臂;與KTH遠(yuǎn)程控制5G概念車;與倫敦國王學(xué)院、RoomOne Labs、Neurodigital和英國電信一起遠(yuǎn)程控制體檢;以及遠(yuǎn)程控制無人機(jī)等。您可在下文看到更多示例。
愛立信研究院積極參與3GPP和MPEG的沉浸式音頻編碼和渲染開發(fā)工作,以及MPEG (ISO)和ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化組織的視頻編解碼器開發(fā)工作。在音頻領(lǐng)域,我們正努力研究高質(zhì)量的高效渲染和沉浸式音頻呈現(xiàn)方法,包括HR濾波器建模。
在視頻領(lǐng)域,我們開展了包括系統(tǒng)和傳輸在內(nèi)的大量研究工作,例如如何高質(zhì)量地渲染和呈現(xiàn)自然及合成視頻,以及如何針對跨網(wǎng)絡(luò)、云和客戶終端的分發(fā)處理接口實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化等。
我們還是專注于觸覺通信標(biāo)準(zhǔn)化的IEEE P1918.1觸覺互聯(lián)網(wǎng)工作組成員。該標(biāo)準(zhǔn)化工作組的主要目標(biāo)是為實(shí)現(xiàn)高效的觸覺信息通信定義通用架構(gòu)、接口和壓縮算法。
在2015世界移動通信大會上,我們帶來了具有觸覺反饋功能的遠(yuǎn)程控制挖掘機(jī)
在2016世界移動通信大會上與ABB聯(lián)合展示如何通過觸覺反饋來遠(yuǎn)程操控機(jī)器人
在2017世界移動通信大會上與國王學(xué)院一起實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)
當(dāng)前的通信技術(shù)將聲音與圖像帶到我們身邊,相信在加上觸覺這一感官維度后,我們的通信范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,想象力也會得到進(jìn)一步的釋放。
愛立信認(rèn)為,最初的全沉浸式技能互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將在未來幾年內(nèi)浮出水面,并且隨著所有關(guān)鍵技術(shù)組件的成熟以及5G通信和云技術(shù)的實(shí)現(xiàn),其性能和普及度也將越來越高。
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原文標(biāo)題:IOS的強(qiáng)大特性,你真的了解嗎?
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