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複合現実

Merged Reality(MR)を発見しましょう。これは、仮想オブジェクトを現実世界とシームレスに融合させる技術です。AIとコンピュータビジョンがこのインタラクティブな体験をどのように実現するかを学びましょう。

複合現実(MR)は、現実世界のオブジェクトと仮想オブジェクトを単一のインタラクティブな環境に融合させる、高度な形態の複合現実です。デジタル情報を物理世界に重ね合わせるだけの従来の技術とは異なり、MRはデジタルコンテンツが空間認識を持ち、現実環境に反応できるようにします。つまり、仮想オブジェクトは現実のオブジェクトによって遮蔽されたり、物理的な表面と相互作用したり、まるで物理的に存在するかのようにユーザーが操作したりできます。このシームレスな統合は、高度な環境マッピング、センサーフュージョン、リアルタイムレンダリングによって実現され、真に没入型でインタラクティブな体験を生み出します。

複合現実と関連概念

複合現実を、リアリティ-バーチャリティ連続体上の他の関連技術と区別することが重要です。

  • 拡張現実(AR): ARは通常、テキスト、アイコン、または単純なグラフィックスのようなデジタル情報を、スマートフォン画面などを通して、現実世界のライブビューに重ねて表示します。デジタル要素は通常、物理環境とインタラクティブではありません。
  • バーチャルリアリティ(VR): VRは、ユーザーの現実世界の環境を置き換える、完全に没入型の人工環境を作り出します。ユーザーはデジタル世界に完全に囲まれ、物理的な空間と対話することはありません。
  • 複合現実(XR): これは、AR、VR、およびMRを包含する包括的な用語です。MRと互換的に使用されることもありますが、複合現実(Merged Reality)は特に、デジタルと物理的な現実が深く絡み合い、インタラクティブな、スペクトルの最も高度な終端を指します。

複合現実におけるAIの役割

人工知能(AI)、特にコンピュータビジョン(CV)は、真の複合現実を可能にするエンジンです。仮想オブジェクトが現実世界と説得力のあるやり取りをするためには、システムはまず物理的な周囲を認識し、理解する必要があります。ここで、機械学習(ML)モデルが重要になります。

AIアルゴリズムにより、Microsoft HoloLens 2などのMRデバイスは、空間マッピング、手と目のトラッキング、シーン理解などの複雑なタスクをリアルタイムで実行できます。たとえば、物体検出モデル(Ultralytics YOLO11など)は、現実世界の物体を識別して特定し、デジタルコンテンツがそれらと相互作用できるようにします。同様に、インスタンスセグメンテーションは、システムの物体形状と境界線の正確な把握に役立ち、仮想ボールが実物の椅子の後ろに転がるような、リアルなオクルージョンを可能にします。このレベルの環境認識は、信頼性の高いMRエクスペリエンスを作成するために不可欠です。

実際のアプリケーション

複合現実は、研究室からさまざまな業界の実用的なアプリケーションへと移行しており、多くの場合、特殊なAIによって推進されています。

  1. インタラクティブな産業支援:製造業におけるAIでは、技術者がMRヘッドセットを装着して複雑な機械を整備できます。カスタムデータセットでトレーニングされた物体検出モデルを使用して、システムは特定の部品を識別し、インタラクティブな3D図、ステップバイステップの手順、または診断データを機器に直接重ねて表示します。これにより、エラーと修理時間が短縮されます。これは、人間の能力を置き換えるのではなく、強化するロボット工学の一形態です。
  2. 高度な外科ナビゲーション: AIを活用したヘルスケアでは、MRが外科手術を変革しています。外科医は、手術中に患者の3D医療スキャン(CTやMRIなど)を自分の体に重ねることができます。これにより、内部構造のライブでインタラクティブなマップが提供されます。姿勢推定は、仮想解剖学に対する手術器具の位置を追跡し、精度と安全性を向上させることができます。

主要技術と今後の方向性

MRの基盤は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにあります。デバイスは、深度カメラやIMUなどの高度なセンサーを必要とし、エッジAIハードウェア上で処理して、低い推論遅延を保証する必要があります。ソフトウェアスタックは、認識モデルを実行するために、PyTorchTensorFlowのような深層学習フレームワークに大きく依存しています。Ultralytics HUBのようなプラットフォームは、必要なカスタムビジョンモデルを構築するプロセスを効率化できます。

複合現実の未来は、共同リモートワークから没入型教育体験まで、私たちの日常生活とのよりシームレスな統合を指し示しています。言語や他の入力とともに視覚データを処理できるマルチモーダルモデルの進歩により、より豊かなインタラクションが可能になります。計算能力が向上し、デバイスが目立たなくなるにつれて、物理世界とデジタル世界の境界線は曖昧になり続け、南カリフォルニア大学のMixed Reality Labのような組織が構想するように、複合現実がヒューマンコンピュータインターフェースの基本的な部分になります。この技術の開発は、自動運転車や高度なヒューマンロボットインタラクションにおけるアプリケーションへの重要なステップでもあります。

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