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AR技術の進歩とMeta社のOrionグラスについて

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2024年10月7日

拡張現実とそのアプリケーション、およびMetaの新しいOrion ARメガネと、没入型体験の可能性について学びます。

私たちはデータと情報に満ちた豊かな3次元(3D)世界に住んでいますが、私たちが日常的に使用するデバイスのほとんどは2次元(2D)画面に依存しています。しかし、テクノロジーの進歩に伴い、拡張現実(AR)のようなイノベーションの導入により、これは徐々に変化しています。ARは、画像サウンド、データなどのデジタルコンテンツを現実世界の環境と融合させ、よりインタラクティブで魅力的なものにするために使用されます。 

人工知能(AI)、特にコンピュータビジョンは、拡張現実の主要な推進力です。Vision AIにより、ARデバイスはオブジェクトを検出しモーションを追跡し空間的特徴を認識することで、環境を分析および解釈できます。この記事では、拡張現実の仕組みと、教育医療エンターテインメントなどの分野での応用について説明します。また、Metaの新しいOrion拡張現実メガネなど、ARをよりアクセスしやすくする最近の画期的な進歩についても説明します。それでは始めましょう!

図1.教室でARを使用する学生(出典:elearningindustry.com)。

拡張現実の進化

拡張現実は、スマートフォン、タブレット、ARグラスなどのデバイスを通じて、画像、ビデオ、3Dモデルなどのデジタル要素を現実世界に追加します。たとえば、携帯電話のカメラを空のテーブルに向けると、ARによって仮想のコーヒーカップが置かれているように見せることができます。ARは、コンピューターで生成された要素を現実に見えるものとブレンドすることで、周囲の見え方を向上させることができます。

1968年、「コンピュータグラフィックスの父」として知られるアイバン・サザーランドが、ハーバード大学で初のARヘッドマウントディスプレイを開発しました。当初、ARは航空、軍事、産業訓練などの分野で使用されていました。ARの最初の商用利用は2008年で、インタラクティブなBMW Miniの広告でした。印刷された雑誌広告をコンピュータのカメラの前にかざすと、ユーザーは車のデジタルモデルを画面上で見ることができ、その動きを制御して、まるで現実の車と対話しているかのように感じることができました。これにより、ARはマーケティング観光ファッションエンターテインメントなどの業界に参入する道が開かれました。2016年には、ポケモンGoのような人気ゲームアプリにより、ARの導入が進みました。世界の拡張現実市場は、2034年までに約2兆8,048億2000万ドルに達すると予測されています。 

Fig 2. 世界のAR市場規模の成長を示すグラフ。

ARにおけるコンピュータビジョンの役割

コンピュータビジョン、センサー、機械学習などのさまざまな技術が連携して、没入感のある拡張現実体験が生み出されます。特にコンピュータビジョンは、デジタルコンテンツをARを通じて現実世界の環境に容易に統合する方法の基盤を形成します。ここでは、コンピュータビジョンがARに貢献するさまざまな方法について詳しく見ていきましょう。

  • 物体認識: コンピュータビジョン技術物体検出画像セグメンテーション物体追跡など)を使用することで、ARシステムはサイズ、形状、および色を分析してオブジェクトを認識できます。識別されると、3Dモデルやテキストなどの仮想コンテンツを重ねて表示できます。
  • ローカリゼーションとマッピング: コンピュータビジョンは、同時ローカリゼーションとマッピング(SLAM)に使用して、デバイスの位置と向きをリアルタイムで追跡し、仮想要素がユーザーの視点と正確に一致するように維持し、安定した体験を保証します。
  • ジェスチャーおよびモーション認識: Vision AIを使用して、ユーザーのジェスチャー、表情、および動きを追跡し、ARで仮想コンテンツとの自然なインタラクションを可能にすることができます。 
  • 深度推定: 画像解析は、ARデバイスが周囲のオブジェクトがどれくらい離れているかを理解するのに役立ちます。これにより、仮想要素を適切な距離に配置し、現実世界と自然に融合させ、全体的なAR体験を向上させます。
  • 環境への適応: コンピュータビジョンを使用して、仮想オブジェクトをARにおける照明、反射、影などの現実世界の条件に対応するように調整できます。 

例えば、ARアプリを使用してリビングルームでデジタル彫刻を見ているとしましょう。携帯電話またはARヘッドセットを動かすと、コンピュータビジョンシステムが物体検出を使用して、ソファやコーヒーテーブルなど、部屋の周りの物体を認識し始めます。 

同時に、SLAM技術は部屋のレイアウトをマッピングし、デバイスの位置を追跡して、彫刻が1つの場所に固定されるようにします。近づくと、深度推定により、アプリは彫刻のサイズを調整し、現実的な位置に配置されているように見せます。手を振ると、ジェスチャー認識によって、彫刻を回転またはサイズ変更できます。アプリは、彫刻の照明と影を部屋の照明条件に合わせて調整し、リビングルームにシームレスに溶け込むようにすることもできます。

Orion:Metaの拡張現実メガネ

ARは急速に進化しており、Metaは最近、Meta Connect 2024イベントで2024年9月25日にOrion ARグラスを発表しました。MetaのCEOであるマーク・ザッカーバーグ氏によると、Orionはこれまでに製造された中で最も高度なARグラスであり、多くの最先端機能を兼ね備えています。通常のメガネのように見えますが、没入型のAR機能を備えており、これまでのARグラスの中で最大の視野角を提供します。 

このメガネは軽量で、フレームはF1カーで使用されているものと同様のマグネシウム製で、快適さのためにNASAの衛星からヒントを得た高度な冷却システムを備えています。カスタムシリコンカーバイド製の次世代ディスプレイを使用しており、目の前にさまざまな深度とサイズのホログラムを作成できる小型プロジェクターが搭載されています。

Orion ARグラスには、音声コントロール、ハンドトラッキング、アイトラッキング、および筋肉からの電気インパルスを拾い上げて微妙な動きでAR要素を制御するリストバンドインターフェースのオプションが付属しています。リストバンドはニューラルインターフェースとして機能し、簡単なジェスチャーでグラスを操作できるため、全体的なエクスペリエンスの重要な部分となっています。グラスには、外出先で必要なコンピューティング能力を提供する小型のポケットサイズのプロセッシングパックも付属しています。 

Fig 3. Meta社のOrion ARグラス、ニューラルリストバンド、プロセッシングパック。

Orionの特長は、現実世界の物体を認識して役立つ洞察を提供できるスマートアシスタント、Meta AIとの統合です。たとえば、一連の材料を見ると、Meta AIがレシピを提案できます。また、壁をビデオを見るためのスクリーンに変えたり、ホログラフィックビデオ通話に参加したり、インタラクティブなゲームをプレイしたりすることもでき、OrionはAR体験におけるエキサイティングな一歩となっています。

ウェアラブルAR技術の応用

Orion ARグラスやヘッドセットのようなウェアラブルAR技術を使用すると、スマートフォンやタブレットとは異なり、デバイスを持たずに拡張現実を体験できます。ウェアラブルARが違いを生み出しているさまざまなアプリケーションを見ていきましょう。

ARは教育へのアクセスを容易にしている

多くの学生は実践的または視覚的な学習者であり、拡張現実は教師がよりインタラクティブなレッスンを作成するのに役立ちます。ヘッドセットやスマートグラスなどのウェアラブルARテクノロジーを使用すると、教師と生徒は、いつでもどこでも学習できる、よりダイナミックな方法で教育コンテンツを利用できます。 

これらのウェアラブルデバイスは、必要なデータがダウンロードされると、多くのARアプリケーションがオフラインまたは最小限の接続で実行できるため、遠隔地で特に役立ちます。発展途上国は、ウェアラブルARを使用して、困窮している学生に質の高い教育を提供しています。ルワンダ、ナイジェリア、南アフリカなどの国では、ウェアラブルARが遠隔地の学生の教育を支援し、ルワンダだけでも50万人以上の学生にリーチしています。

Fig 4. アフリカの遠隔地にいる学生が、AR技術を使って学習している様子。

ゲーム用ARグラス

ARの最も一般的なアプリケーションはゲームです。ゲーム業界は、ARグラスがゲームをより没入型でインタラクティブにする方法を認識し始めています。プレイヤーはARを通して現実世界に仮想要素を見ることができ、まるでゲームの一部であるかのように感じさせます。たとえば、プレイヤーは周囲をハンズフリーで探索して操作できるため、より自然な体験ができます。 

ARゲームは、プレイヤーが携帯電話のカメラを使ってポケモンを捕まえるモバイルデバイス(例:Pokémon Go)で最初に人気を博しましたが、ARグラスへの移行により、ゲームはさらに魅力的になると予想されています。Pokémon Goは、わずか7日間で2,000万人以上のアクティブプレイヤーに達し、ARの可能性を示した重要なマイルストーンとなりました。

Fig 5. AR を利用したゲーム、Pokemon Go のプレイヤー。

ARは医師や外科医をどのように支援しているのか

拡張現実のおかげで、医師や医療専門家は3Dで医療画像にアクセスして研究することができます。実際、AR対応の医療画像ツールは、医師が3D環境で患者の解剖学的構造を視覚化するのを支援できます。より明確な視覚化は、より正確な診断、手術結果の改善、およびより安全な処置につながる可能性があります。 

ARは、病気の場所や範囲の特定、外科手術の計画、患者が自分の状態をより良く理解できるようにすることで、医療従事者がよりパーソナライズされた効果的なケアを提供するのにも役立ちます。例えば、ARヘッドセットを使用することで、外科医は複数のデバイスやディスプレイ画面を操作することなく、医療処置中に患者のバイタルを確認できます。これにより、データの読み間違いや誤解釈が起こりにくくなります。

Fig 5. 手術中にARヘッドセットを使用する医療従事者。

主なポイント 

拡張現実は、私たちがデジタル世界とやり取りする方法を変えようとしています。仮想要素と現実世界を組み合わせることで、ARは従来の画面よりも没入感のある体験を生み出します。MetaのOrion ARグラスは、その高度な機能、快適なデザイン、AI機能により、AR技術の大きな進歩となっています。ARが私たちの日常生活でより一般的になるにつれて、物理世界とデジタル世界の境界線が曖昧になり、イノベーションと創造性の新たな可能性が開かれることが期待できます。

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