Máy tính không gian: Ý nghĩa và lợi ích

Điện toán không gian là một hệ thống kết hợp các hành động tự nhiên của con người làm đầu vào để điều khiển máy tính trong khi sử dụng không gian 3D được cảm nhận như một khung vẽ để vẽ văn bản, hình ảnh và video.

Những hành động tự nhiên của con người bao gồm cử chỉ tay, lời nói, chuyển động đầu và di chuyển vật lý từ điểm A đến điểm B. Do đó, máy tính không gian hòa nhập vào môi trường vật lý của người dùng.

Bài viết này xem xét công nghệ điện toán không gian và những gì nó nắm giữ cho tương lai của tương tác giữa con người và máy tính. Bài viết làm sáng tỏ những lợi ích, thách thức, ứng dụng và xu hướng mới nổi trên thị trường.

Máy tính không gian là gì?

Điện toán không gian là một khái niệm đang phát triển, làm mờ ranh giới giữa thế giới thực và thế giới ảo bằng cách sử dụng các bộ phần cứng mới. Điện toán không gian không phải là một công nghệ cụ thể. Thay vào đó, nó là một thuật ngữ bao trùm kết hợp nhiều công nghệ - bao gồm Thực tế ảo (VR), Thực tế tăng cường (AR), Thực tế hỗn hợp (MR), Internet vạn vật (IoT) - thành một cuộc cách mạng công nghệ.

thị trường.us ước tính thị trường điện toán không gian và IoT hiện tại ở mức 120 tỷ đô la, với dự báo sẽ tăng lên 620 tỷ đô la vào năm 2032. Thông tin chi tiết về thị trường Prophecy (PMI)Tuy nhiên, ước tính thị trường ở mức 87.5 tỷ đô la, với mức ước tính năm 2032 là 516 tỷ đô la.

Bằng cách cung cấp một cách tiếp cận mới cho giao diện người-máy tính, máy tính không gian cho phép người dùng đạt được nhiều lợi ích mà nếu không thì sẽ không thể đạt được. Điều này bao gồm trải nghiệm người dùng nâng cao về khả năng đắm chìm 3D cho giáo dục, kiến ​​trúc, thiết kế công nghiệp, v.v. Sau đó, có các trò chơi và các loại hình giải trí khác, cũng như các giải pháp sắp ra mắt khác.

Máy tính không gian cũng có những thách thức khiến việc áp dụng rộng rãi trở nên khó khăn hơn. Một trong những thách thức này là chi phí cao cho phần cứng chuyên dụng thường cần thiết cho máy tính không gian, điều này dẫn đến mức độ sử dụng, trải nghiệm, nghiên cứu và phát triển thấp hơn, làm chậm tiến trình chung của ngành.

Máy tính không gian hoạt động như thế nào?

Máy tính không gian khác biệt với các phương pháp tính toán khác ở chỗ tập trung vào môi trường của người dùng. Máy tính không gian tìm cách tái tạo màn hình đầu ra một cách nhất quán dựa trên vị trí và hướng của người dùng.

Mặc dù không có cách tiếp cận cố định nào để tạo ra máy tính không gian, nhưng các bước sau đây là cần thiết để đạt được mục tiêu liên tục phát triển phản hồi dựa trên các hoạt động thể chất của người dùng.

1. Cảm biến môi trường: Máy tính không gian chứa các cảm biến và camera thu thập thông tin từ môi trường của người dùng để xử lý thêm. Giả sử người dùng đang đội mũ bảo hiểm, thì mũ bảo hiểm này sẽ chứa các cảm biến để biết khi nào người dùng quay mặt về hướng nam, hướng bắc, v.v. Tùy thuộc vào ứng dụng, thiết bị có thể tiếp tục thu thập hình ảnh từ môi trường để xử lý thêm. Ngoài ra còn có các camera độ sâu giúp dễ dàng xác định và đo các vật thể 3D. 
2. Bản đồ môi trường: Bước tiếp theo sau khi thu thập dữ liệu thông qua cảm biến là tạo ra một biểu diễn 3D về môi trường của người dùng. Quá trình này được gọi là lập bản đồ không gian và hữu ích vì nhiều lý do – bao gồm lập kế hoạch chuyển động, tránh va chạm và kết hợp tốt hơn giữa thế giới thực và thế giới ảo.
3. Phủ nội dung số: Tùy thuộc vào ứng dụng, nội dung kỹ thuật số hiện được phủ lên chế độ xem thế giới thực. Hệ thống thực tế ảo sẽ phủ toàn bộ bản đồ không gian với tất cả các đối tượng, hình ảnh và văn bản của nó, trong khi hệ thống thực tế tăng cường và thực tế hỗn hợp sẽ đính kèm nội dung ảo cần thiết tại các điểm cụ thể.
4. Xử lý đầu vào của người dùng: Bây giờ giao diện đã được hiển thị và hoạt động, hệ thống sẽ vào vòng lặp chờ đầu vào của người dùng. Các đầu vào này có thể đến từ chuyển động vật lý, cử chỉ tay, lệnh thoại, bộ điều khiển đặc biệt hoặc bất kỳ phương pháp đầu vào nào khác mà người dùng sử dụng để điều hướng qua hệ thống hoặc thao tác với các đối tượng của hệ thống. Mỗi đầu vào của người dùng đều được bắt và xử lý phù hợp.
5. Điều chỉnh theo thời gian thực: Bước cuối cùng là kết xuất lại nội dung kỹ thuật số để bao gồm các đầu vào mới của người dùng hoặc hiệu ứng của chúng. Điều này có thể bao gồm từ các sự kiện nhỏ như hoạt hình hóa một nút đã nhấp đến các hoạt động mở rộng hơn như chuyển đổi chế độ, thay đổi cảnh quan, tải một chương trình con mới, v.v.

Lợi ích của điện toán không gian

Có nhiều lợi ích của điện toán không gian cho mục đích cá nhân và kinh doanh, sau đây là những lợi ích chính.

• Trải nghiệm đắm chìm: Phản hồi thực tế ảo và thực tế tăng cường với khả năng kiểm soát tự nhiên hơn có thể mang đến cho người dùng máy tính trải nghiệm tốt hơn nhiều so với các hình thức điện toán khác. Điều này bao gồm công việc, giáo dục, giải trí và các mục đích sử dụng khác. Ví dụ, Apple Vision Pro cho phép bạn định vị các ứng dụng của mình trong không gian riêng theo kích thước mong muốn.
• Nhận thức về thế giới thực: Điện toán không gian duy trì nhận thức về thế giới thực bằng cách thể hiện môi trường vật lý của người dùng. Tính năng này giúp dễ dàng kết hợp điện toán với các tác vụ vật lý khác như đi xe đạp.
• Hiểu rõ hơn: Bằng cách cung cấp các mô phỏng và mô hình 3D tương tác theo cách tự nhiên, điện toán không gian giúp hiểu các khái niệm phức tạp dễ dàng hơn. Lợi ích này giúp các ứng dụng đào tạo và giáo dục hiệu quả hơn.
• Tương tác người dùng nâng cao:Điện toán không gian không chỉ giới hạn ở đầu vào bàn phím, chuột hoặc bàn di chuột vì nó sử dụng cử chỉ tay, lệnh thoại, mắt và chuyển động vật lý làm đầu vào.
• Hình ảnh trực quan tốt hơn: Các nhà thiết kế, kỹ sư và kiến ​​trúc sư có thể hình dung tốt hơn về sản phẩm và sáng tạo của họ trong môi trường 3D nhập vai bằng cách sử dụng điện toán không gian. Lợi ích này dẫn đến năng suất cao hơn.
• Chi phí phát triển thấp hơn: Nguyên mẫu và thử nghiệm 3D ảo có thể giảm chi phí phát triển sản phẩm bằng cách không cần phải phát triển các nguyên mẫu vật lý.
• Đổi mới & Đột phá:Bằng cách đảo ngược ý tưởng về bản chất và bản chất của máy tính, điện toán không gian cũng thúc đẩy sự đổi mới để tạo ra các công nghệ và dịch vụ mới mang lại giá trị tốt hơn so với những gì hiện có.
• Hợp tác và dịch vụ từ xa: Điện toán không gian giúp các nhóm dễ dàng cộng tác từ xa như thể họ đang ở cùng một không gian vật lý. Điều này cũng áp dụng cho các nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng của họ, chẳng hạn như hỗ trợ máy tính từ xa.
• Giải trí nâng cao:Không còn nghi ngờ gì nữa, thị trường giải trí dựa trên công nghệ điện toán không gian là rất lớn, đặc biệt là trò chơi không gian (AR & VR).
• phygital: Các chiến dịch tiếp thị kết hợp sự hiện diện vật lý và kỹ thuật số (thực vật) sẽ dễ dàng được hưởng lợi từ các chiến dịch không gian.

Công nghệ điện toán không gian

Phong trào điện toán không gian xây dựng trên các công nghệ đã có từ trước và tự phát triển các công nghệ mới. Tuy nhiên, ngành công nghiệp này vẫn đang phát triển, vì vậy hãy mong đợi nhiều cải tiến hơn trong tương lai. Sau đây là các công nghệ và xu hướng hiện tại trong ngành điện toán không gian.

• Theo dõi tay:Đây là việc sử dụng chuyển động tay hoặc cử chỉ để nhập dữ liệu vào máy tính.
• Thiết bị đeo & Haptic: Các mặt hàng quần áo cung cấp thông tin cho máy tính hoặc phản hồi cho người dùng.
• Điều khiển bằng giọng nói: Khả năng ra lệnh hoặc bảo máy tính phải làm gì bằng giọng nói.
• Theo dõi mắt: Theo dõi hướng và chuyển động của mắt thông qua dữ liệu đầu vào của máy tính.
• Thực tế ảo (VR) : Hiển thị một thế giới hoàn toàn ảo cho người dùng.
• Thực tế ảo tăng cường: Việc hiển thị hoặc chồng các yếu tố ảo lên tầm nhìn vật lý.
• Thực tế hỗn hợp (MR): Sự kết hợp giữa chế độ hiển thị AR và VR.
• SẬP: Định vị và lập bản đồ đồng thời.
• Camera 3D: Để xác định kích thước vật thể và khoảng cách từ người dùng. Vision Pro của Apple cho phép bạn chụp ảnh và quay video không gian ở chế độ đắm chìm 3D.
• AI không gian:Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo vào các ứng dụng điện toán không gian để tự động thực hiện nhiều việc.
• Bản đồ không gian: Tạo bản đồ 3D kỹ thuật số về môi trường của người dùng.
• Âm thanh không gian: Âm thanh 3D giúp tăng cường trải nghiệm đắm chìm.
• Hợp tác không gian:Sự tương tác của nhiều người dùng trong một không gian vật lý được chia sẻ với nội dung kỹ thuật số.
• Phân tích không gian: Quá trình phân tích dữ liệu không gian để có được thông tin chi tiết.
• Điện toán biên và 5g:Hai công nghệ giúp cải thiện đáng kể hiệu suất trong điện toán không gian bằng cách giảm độ trễ và băng thông.

Ứng dụng của máy tính không gian

Sau đây là danh sách nhanh về các ngành công nghiệp khác nhau mà bạn có thể áp dụng các khái niệm điện toán không gian hoặc tạo ra các ứng dụng mang tính đột phá.

• Máy tính cá nhân: Từ việc duyệt web đến xem phim, chụp ảnh, trò chuyện và tham dự các cuộc họp video, Tầm nhìn chuyên nghiệp của Apple là công ty tiên phong trong lĩnh vực điện toán không gian cá nhân với hệ điều hành visionOS.
• phù hợp túi tiền:Từ đào tạo y khoa đến hỗ trợ phẫu thuật và tư vấn từ xa, điện toán không gian có thể giúp cung cấp mô phỏng thực tế hơn và thông tin chi tiết, chính xác về bệnh nhân.
• Thiết kế:Từ các nhà thiết kế sản phẩm đến kiến ​​trúc sư và nhà quy hoạch đô thị, điện toán không gian có thể cung cấp phương pháp làm việc sáng tạo hiệu quả và năng suất hơn. Nó cũng có thể cung cấp các buổi hướng dẫn ảo, thuyết trình sản phẩm và triển lãm nghệ thuật tốt hơn.
• có chất lượng:Điện toán không gian là công nghệ lý tưởng cho các ứng dụng học tập tương tác, vì nó giúp khám phá các chủ đề hoặc tái hiện các sự kiện lịch sử bằng cách sử dụng công nghệ nhập vai 3D.
• Trò chơi & Giải trí:Từ trò chơi nhập vai đến các giải pháp thực tế hỗn hợp cho hình ảnh, âm thanh và video, ứng dụng của điện toán không gian trong trò chơi và giải trí là rất rộng lớn.
• Bán lẻ: Việc thử đồ ảo và hình ảnh sản phẩm có thể giúp khách hàng thấy được quần áo, đồ trang điểm và phụ kiện sẽ trông như thế nào khi mặc lên người họ.
• Sản xuất Chế tạo:Chi phí tạo mẫu, kỹ thuật và thời gian có thể được giảm đáng kể nhờ điện toán không gian.
• Bất động sản: Người thuê và người mua tiềm năng có thể tham quan ảo các bất động sản mà họ quan tâm. Thêm vào đó, các ứng dụng trang bị nội thất có thể giúp thể hiện diện mạo của bất động sản khi được trang bị nội thất đầy đủ.
• Du lịch:Hướng dẫn thực tế tăng cường tương tác có thể cung cấp thông tin chi tiết về các địa danh và địa điểm thú vị khác cho khách du lịch.

Những thách thức của điện toán không gian

Sự phát triển liên tục của điện toán không gian cũng có những thách thức riêng, khi các nhà thiết kế và xây dựng cố gắng tìm ra chính xác điều gì hiệu quả và điều gì không hiệu quả trong khi xây dựng máy tính không gian của tương lai. Sau đây là những thách thức chính.

• Bảo mật : Mọi hệ thống máy tính hoặc công nghệ đều có một hoặc nhiều lỗ hổng bảo mật. Điều này là không thể tránh khỏi. Vì vậy, các nhà phát triển chỉ có thể hy vọng phát hiện và giải quyết các vấn đề bảo mật trước khi chúng được công khai.
• Chi phí: Phần cứng máy tính không gian tương đối đắt so với máy tính để bàn và điện thoại thông minh. Điều này hạn chế khả năng ứng dụng của nó đối với một số ngành công nghiệp, người dùng, mục đích kỹ thuật và giáo dục.
• Thách thức lập trình: Là một phương pháp tiếp cận mới đối với máy tính, điện toán không gian đặt ra những thách thức lập trình mới, chẳng hạn như theo dõi chính xác, hiển thị và kết xuất đầu ra chân thực, bảo mật dữ liệu và các kỹ năng cần thiết khác.
• Quyền riêng tư theo vị trí địa lý: Máy tính không gian hoạt động dựa vào vị trí của người dùng và điều này làm dấy lên lo ngại về quyền riêng tư.
• Những cân nhắc về đạo đức: Một thách thức lớn khác mà điện toán không gian phải đối mặt là vấn đề nghiện thực tế ảo. Ví dụ, hãy lấy điện thoại thông minh không nhập vai làm ví dụ, đã tạo ra mức độ phụ thuộc cao hơn ở người dùng. Và bây giờ, hãy xem xét thế giới nhập vai của điện toán không gian chắc chắn sẽ tạo ra nhiều vấn đề nghiện hơn ở người dùng trẻ tuổi.

Các thương hiệu máy tính không gian đáng chú ý

Trong khi các dự án tai nghe đeo được như Google Glass tiên phong đã thất bại, thì vẫn có những dự án và thương hiệu khác đang phát triển các giải pháp điện toán không gian.

• Tầm nhìn của Apple
• oculus
• Varjo
• Pimax
• HoloLens
• HTC Vive
• vrgineers
• ma thuật Leap
• Nhìn kính

Câu hỏi thường gặp về máy tính không gian

Sau đây là một số câu hỏi thường gặp về điện toán không gian và các công nghệ liên quan.

H: Máy tính không gian hoạt động như thế nào?

A: Nó kết hợp thế giới ảo và thế giới thực của người dùng đồng thời cho phép tương tác nhập vai thông qua các công nghệ AR, VR và MR để nâng cao trải nghiệm.

H: AR, VR và MR liên quan thế nào đến điện toán không gian?

A: AR là thực tế tăng cường, trong khi VR là thực tế ảo. Cả hai công nghệ đều được sử dụng cho màn hình điện toán không gian và có thể kết hợp thành MR hoặc Thực tế hỗn hợp.

H: Máy tính không gian có an toàn không?

A: Mọi hệ thống máy tính đều có rủi ro riêng.

H: Liệu điện toán không gian có thay thế máy tính để bàn và máy tính di động không?

A: Không ai có thể dự đoán được tương lai. Nhưng chắc chắn nó sẽ tạo được chỗ đứng riêng.

H: Có thể tính toán không gian mà không cần phần cứng chuyên dụng không?

A: Có, bạn có thể trải nghiệm các hình thức cơ bản với điện thoại thông minh hỗ trợ AR. Nhưng bạn sẽ chỉ có được kết quả tốt nhất với phần cứng chuyên dụng. 

Kết luận

Chúng ta đã đến phần cuối của bài viết này về điện toán không gian và tương lai của các tương tác của chúng ta với máy tính. Và như bạn đã thấy, công nghệ này vẫn đang phát triển, với nhiều sản phẩm thú vị vẫn đang trên đường ra mắt.

Điện toán không gian không chỉ là một tiến bộ công nghệ; nó hứa hẹn một thực tế mới cho tất cả chúng ta. Một tương lai mà thế giới vật lý và tất cả sức mạnh tính toán của thế giới ảo được hợp nhất thành một thực tế và nằm trong tầm tay bạn như một cyborg – muốn làm gì với chúng thì làm.