HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP

Cổng Thông tin khoa học công nghệ Nghệ An


BẢN BIÊN TẬP


Người biên tập: Trần Hải Yến
Tên bài: Điện toán không gian: bước tiếp theo trong quá trình hội tụ liên tục của thế giới vật lý và kỹ thuật số
Nội dung:

Hãy tưởng tượng một người chủ nhà 80 tuổi sống một mình và sử dụng xe lăn. Tất cả các đồ vật trong nhà của người ấy đều được lập danh mục kỹ thuật số, tất cả các cảm biến và thiết bị điều khiển đồ vật đã được kết nối với nhau, và một bản đồ số đã được hợp nhất với bản đồ đồ vật. Khi người đó di chuyển từ phòng ngủ sang nhà bếp, đèn bật sáng và nhiệt độ môi trường điều chỉnh. Ghế sẽ chậm lại nếu con mèo băng qua trước xe lăn. Khi xe đến nhà bếp, bàn di chuyển để cải thiện khả năng tiếp cận tủ lạnh và bếp nấu, sau đó xe di chuyển trở lại khi khi người đó sẵn sàng ăn. Sau đó, nếu người đó bắt đầu ngả người để đi ngủ, đồ đạc sẽ thay đổi để bảo vệ và một cảnh báo sẽ được gửi đến con cháu người đó và trạm giám sát địa phương.

Có được những tiện nghi trên là nhờ “Điện toán không gian”, là bước tiếp theo trong quá trình hội tụ liên tục của thế giới vật lý và kỹ thuật số. Nó làm được mọi thứ mà các ứng dụng thực tế ảo và thực tế tăng cường đã làm: số hóa các đối tượng kết nối qua đám mây; cho phép cảm biến và động cơ phản ứng với nhau. Sau đó, nó kết hợp những khả năng này với ánh xạ không gian có độ trung thực cao để cho phép một “điều phối viên” máy tính theo dõi và kiểm soát các chuyển động và tương tác của các đối tượng khi một người điều hướng qua thế giới kỹ thuật số hoặc vật lý. Điện toán không gian sẽ sớm đưa các tương tác giữa người-máy và máy-máy lên mức hiệu quả mới trong nhiều tầng lớp xã hội, trong đó có ngành công nghiệp, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải và gia đình. Các công ty lớn, bao gồm Microsoft và Amazon, đang đầu tư rất nhiều vào công nghệ này.

Cũng giống như thực tế ảo và thực tế tăng cường, điện toán không gian được xây dựng dựa trên khái niệm công nghệ “bản sao số” (digital twin) gần giống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Trong CAD, các kỹ sư tạo ra một bản kỹ thuật số của một đối tượng. Bản sao số này có thể được sử dụng đa dạng để in 3-D đối tượng, thiết kế các phiên bản mới của nó, cung cấp đào tạo ảo về nó hoặc kết hợp nó với các đối tượng kỹ thuật số khác để tạo ra thế giới ảo. Điện toán không gian làm cho các bản sao số không chỉ của các vật thể mà còn của con người và vị trí - sử dụng GPS, lidar (một phương pháp khảo sát đo khoảng cách tới mục tiêu bằng cách chiếu sáng mục tiêu đó bằng một tia laze xung quanh và đo các xung phản xạ bằng một cảm biến. Sự khác biệt về thời gian và bước sóng laser sau đó có thể được sử dụng để tạo mô hình số 3 chiều của đối tượng.), video và các công nghệ định vị địa lý khác để tạo bản đồ kỹ thuật số của một căn phòng, một tòa nhà hoặc một thành phố. Các thuật toán phần mềm tích hợp bản đồ kỹ thuật số này với dữ liệu cảm biến và biểu diễn kỹ thuật số của các đối tượng và con người để tạo ra một thế giới kỹ thuật số có thể được quan sát, định lượng và thao tác và cũng có thể thao túng thế giới thực.

Trong lĩnh vực y tế, hãy xem xét viễn cảnh tương lai này: Một đội cứu hộ được cử đến một căn hộ trong thành phố để xử lý một bệnh nhân có thể cần phẫu thuật khẩn cấp. Khi hệ thống gửi hồ sơ y tế của bệnh nhân và cập nhật theo thời gian thực đến thiết bị di động của kỹ thuật viên và đến phòng cấp cứu, nó cũng xác định tuyến đường lái xe nhanh nhất để đến được với người đó. Đèn đỏ ngăn dòng xe cộ qua lại và khi xe cứu thương chạy tới, cửa vào của tòa nhà mở ra, thang máy đã vào vị trí, các nhân viên y tế nhanh chóng mang theo cáng của họ. Họ đến phòng phẫu thuật thông qua con đường nhanh nhất, một nhóm phẫu thuật sử dụng điện toán không gian và thực tế tăng cường để vạch ra hoạt động của toàn bộ phòng phẫu thuật hoặc lập kế hoạch cho đường phẫu thuật qua cơ thể của bệnh nhân này.

Ngành công nghiệp đã chấp nhận sự tích hợp của các cảm biến chuyên dụng, bản sao số và internet vạn vật để tối ưu hóa năng suất và có thể sẽ sớm áp dụng điện toán không gian. Công nghệ này có thể bổ sung tính năng theo dõi dựa trên vị trí cho một phần thiết bị hoặc toàn bộ nhà máy. Bằng cách đeo tai nghe thực tế tăng cường hoặc xem hình ảnh ba chiều được chiếu không chỉ hiển thị hướng dẫn sửa chữa mà còn hiển thị bản đồ không gian của các thành phần máy, công nhân có thể được hướng dẫn xung quanh máy để sửa chữa nó hiệu quả nhất có thể, giảm thời gian và chi phí. Hoặc nếu một kỹ thuật viên đang tương tác với phiên bản thực tế ảo của một trang web từ xa để chỉ đạo một số rô bốt khi họ xây dựng nhà máy, các thuật toán tính toán không gian có thể giúp tối ưu hóa sự an toàn, hiệu quả và chất lượng của công việc bằng cách cải thiện, chẳng hạn như sự phối hợp của rô bốt và lựa chọn các nhiệm vụ được giao cho chúng. Trong một kịch bản phổ biến hơn, các công ty bán lẻ và thức ăn nhanh có thể kết hợp điện toán không gian với các kỹ thuật công nghiệp tiêu chuẩn (chẳng hạn như phân tích chuyển động - thời gian) để nâng cao quy trình làm việc hiệu quả.

P.A.T (NASATI), theo Top 10 Emerging Technologies of 2020, WEF




NHUẬN BÚT


Tác giả:
Tiêu đề: Điện toán không gian: bước tiếp theo trong quá trình hội tụ liên tục của thế giới vật lý và kỹ thuật số
Ngày xuất bản: Thứ ba - 23/03/2021 21:00
Nội dung:

Hãy tưởng tượng một người chủ nhà 80 tuổi sống một mình và sử dụng xe lăn. Tất cả các đồ vật trong nhà của người ấy đều được lập danh mục kỹ thuật số, tất cả các cảm biến và thiết bị điều khiển đồ vật đã được kết nối với nhau, và một bản đồ số đã được hợp nhất với bản đồ đồ vật. Khi người đó di chuyển từ phòng ngủ sang nhà bếp, đèn bật sáng và nhiệt độ môi trường điều chỉnh. Ghế sẽ chậm lại nếu con mèo băng qua trước xe lăn. Khi xe đến nhà bếp, bàn di chuyển để cải thiện khả năng tiếp cận tủ lạnh và bếp nấu, sau đó xe di chuyển trở lại khi khi người đó sẵn sàng ăn. Sau đó, nếu người đó bắt đầu ngả người để đi ngủ, đồ đạc sẽ thay đổi để bảo vệ và một cảnh báo sẽ được gửi đến con cháu người đó và trạm giám sát địa phương.

Có được những tiện nghi trên là nhờ “Điện toán không gian”, là bước tiếp theo trong quá trình hội tụ liên tục của thế giới vật lý và kỹ thuật số. Nó làm được mọi thứ mà các ứng dụng thực tế ảo và thực tế tăng cường đã làm: số hóa các đối tượng kết nối qua đám mây; cho phép cảm biến và động cơ phản ứng với nhau. Sau đó, nó kết hợp những khả năng này với ánh xạ không gian có độ trung thực cao để cho phép một “điều phối viên” máy tính theo dõi và kiểm soát các chuyển động và tương tác của các đối tượng khi một người điều hướng qua thế giới kỹ thuật số hoặc vật lý. Điện toán không gian sẽ sớm đưa các tương tác giữa người-máy và máy-máy lên mức hiệu quả mới trong nhiều tầng lớp xã hội, trong đó có ngành công nghiệp, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải và gia đình. Các công ty lớn, bao gồm Microsoft và Amazon, đang đầu tư rất nhiều vào công nghệ này.

Cũng giống như thực tế ảo và thực tế tăng cường, điện toán không gian được xây dựng dựa trên khái niệm công nghệ “bản sao số” (digital twin) gần giống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Trong CAD, các kỹ sư tạo ra một bản kỹ thuật số của một đối tượng. Bản sao số này có thể được sử dụng đa dạng để in 3-D đối tượng, thiết kế các phiên bản mới của nó, cung cấp đào tạo ảo về nó hoặc kết hợp nó với các đối tượng kỹ thuật số khác để tạo ra thế giới ảo. Điện toán không gian làm cho các bản sao số không chỉ của các vật thể mà còn của con người và vị trí - sử dụng GPS, lidar (một phương pháp khảo sát đo khoảng cách tới mục tiêu bằng cách chiếu sáng mục tiêu đó bằng một tia laze xung quanh và đo các xung phản xạ bằng một cảm biến. Sự khác biệt về thời gian và bước sóng laser sau đó có thể được sử dụng để tạo mô hình số 3 chiều của đối tượng.), video và các công nghệ định vị địa lý khác để tạo bản đồ kỹ thuật số của một căn phòng, một tòa nhà hoặc một thành phố. Các thuật toán phần mềm tích hợp bản đồ kỹ thuật số này với dữ liệu cảm biến và biểu diễn kỹ thuật số của các đối tượng và con người để tạo ra một thế giới kỹ thuật số có thể được quan sát, định lượng và thao tác và cũng có thể thao túng thế giới thực.

Trong lĩnh vực y tế, hãy xem xét viễn cảnh tương lai này: Một đội cứu hộ được cử đến một căn hộ trong thành phố để xử lý một bệnh nhân có thể cần phẫu thuật khẩn cấp. Khi hệ thống gửi hồ sơ y tế của bệnh nhân và cập nhật theo thời gian thực đến thiết bị di động của kỹ thuật viên và đến phòng cấp cứu, nó cũng xác định tuyến đường lái xe nhanh nhất để đến được với người đó. Đèn đỏ ngăn dòng xe cộ qua lại và khi xe cứu thương chạy tới, cửa vào của tòa nhà mở ra, thang máy đã vào vị trí, các nhân viên y tế nhanh chóng mang theo cáng của họ. Họ đến phòng phẫu thuật thông qua con đường nhanh nhất, một nhóm phẫu thuật sử dụng điện toán không gian và thực tế tăng cường để vạch ra hoạt động của toàn bộ phòng phẫu thuật hoặc lập kế hoạch cho đường phẫu thuật qua cơ thể của bệnh nhân này.

Ngành công nghiệp đã chấp nhận sự tích hợp của các cảm biến chuyên dụng, bản sao số và internet vạn vật để tối ưu hóa năng suất và có thể sẽ sớm áp dụng điện toán không gian. Công nghệ này có thể bổ sung tính năng theo dõi dựa trên vị trí cho một phần thiết bị hoặc toàn bộ nhà máy. Bằng cách đeo tai nghe thực tế tăng cường hoặc xem hình ảnh ba chiều được chiếu không chỉ hiển thị hướng dẫn sửa chữa mà còn hiển thị bản đồ không gian của các thành phần máy, công nhân có thể được hướng dẫn xung quanh máy để sửa chữa nó hiệu quả nhất có thể, giảm thời gian và chi phí. Hoặc nếu một kỹ thuật viên đang tương tác với phiên bản thực tế ảo của một trang web từ xa để chỉ đạo một số rô bốt khi họ xây dựng nhà máy, các thuật toán tính toán không gian có thể giúp tối ưu hóa sự an toàn, hiệu quả và chất lượng của công việc bằng cách cải thiện, chẳng hạn như sự phối hợp của rô bốt và lựa chọn các nhiệm vụ được giao cho chúng. Trong một kịch bản phổ biến hơn, các công ty bán lẻ và thức ăn nhanh có thể kết hợp điện toán không gian với các kỹ thuật công nghiệp tiêu chuẩn (chẳng hạn như phân tích chuyển động - thời gian) để nâng cao quy trình làm việc hiệu quả.

P.A.T (NASATI), theo Top 10 Emerging Technologies of 2020, WEF




Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây