Khám phá những tiến bộ của công nghệ AR và kính Orion của Meta

Mặc dù chúng ta sống trong một thế giới ba chiều (3D) phong phú dữ liệu và thông tin, phần lớn thiết bị chúng ta sử dụng hằng ngày lại dựa vào màn hình hai chiều (2D). Tuy nhiên, khi công nghệ phát triển, điều này đang dần thay đổi nhờ sự xuất hiện của những đổi mới như thực tế tăng cường (AR). AR kết hợp nội dung kỹ thuật số, chẳng hạn như hình ảnh, âm thanh và dữ liệu, với môi trường thực tế xung quanh chúng ta, giúp môi trường đó trở nên tương tác và hấp dẫn hơn.

Trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là thị giác máy tính, là động lực quan trọng thúc đẩy thực tế tăng cường. AI thị giác giúp thiết bị AR phân tích và diễn giải môi trường xung quanh bằng cách phát hiện đối tượng, theo dõi chuyển động và nhận diện đặc trưng không gian. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách thực tế tăng cường hoạt động và các ứng dụng trong những lĩnh vực như giáo dục, chăm sóc sức khỏe và giải trí. Chúng ta cũng sẽ thảo luận về những đột phá gần đây, chẳng hạn như kính thực tế tăng cường Orion mới của Meta, giúp AR trở nên dễ tiếp cận hơn. Bắt đầu nào!

Hình 1. Một học sinh sử dụng AR trong lớp học (Nguồn: elearningindustry.com).

Quá trình phát triển của thực tế tăng cường#

Thực tế tăng cường bổ sung các yếu tố kỹ thuật số như hình ảnh, video hoặc model 3D vào thế giới thực thông qua các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc kính AR. Ví dụ, nếu bạn hướng camera điện thoại vào một chiếc bàn trống, AR có thể khiến chiếc bàn trông như đang có một tách cà phê ảo đặt trên đó. AR có thể nâng cao cách chúng ta quan sát môi trường xung quanh bằng cách kết hợp các yếu tố do máy tính tạo ra với những gì chúng ta nhìn thấy trong đời thực.

Năm 1968, Ivan Sutherland, được biết đến là "cha đẻ của đồ họa máy tính," đã tạo ra màn hình đội đầu AR đầu tiên tại Harvard. Ban đầu, AR được sử dụng trong các lĩnh vực như hàng không, quân sự và đào tạo công nghiệp. Ứng dụng thương mại đầu tiên của AR xuất hiện vào năm 2008 với một quảng cáo tương tác của BMW Mini. Bằng cách đặt quảng cáo trên tạp chí in trước camera máy tính, người dùng có thể xem model kỹ thuật số của chiếc xe trên màn hình và điều khiển chuyển động của xe, tạo cảm giác như đang tương tác với xe ngoài đời thực. Điều này mở đường cho AR thâm nhập vào các ngành như tiếp thị, du lịch, thời trang và giải trí. Nhờ các ứng dụng trò chơi phổ biến như Pokémon Go vào năm 2016, mức độ ứng dụng AR tăng lên. Thị trường thực tế tăng cường toàn cầu được dự đoán sẽ đạt con số đáng kinh ngạc khoảng 2.804,82 tỷ USD vào năm 2034.

Hình 2. Biểu đồ thể hiện quy mô thị trường AR toàn cầu tăng trưởng.

Vai trò của thị giác máy tính trong AR#

Nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm thị giác máy tính, cảm biến và machine learning, phối hợp với nhau để tạo ra trải nghiệm thực tế tăng cường sống động. Đặc biệt, thị giác máy tính là nền tảng giúp tích hợp nội dung kỹ thuật số vào môi trường thực tế thông qua AR một cách liền mạch. Sau đây là cái nhìn cận cảnh hơn về những cách thị giác máy tính đóng góp cho AR:

• Nhận diện đối tượng: Bằng cách sử dụng các kỹ thuật thị giác máy tính như phát hiện đối tượng, phân đoạn ảnh và theo dõi đối tượng, hệ thống AR có thể nhận diện đối tượng bằng cách phân tích kích thước, hình dạng và màu sắc. Sau khi nhận diện, nội dung ảo như model 3D hoặc văn bản có thể được phủ lên hình ảnh.
• Định vị và lập bản đồ: Thị giác máy tính có thể được dùng cho định vị và lập bản đồ đồng thời (SLAM) để theo dõi vị trí và hướng của thiết bị theo thời gian thực, đảm bảo các yếu tố ảo luôn khớp chính xác với góc nhìn của người dùng, tạo nên trải nghiệm ổn định.
• Nhận diện cử chỉ và chuyển động: AI thị giác có thể được dùng để theo dõi cử chỉ, biểu cảm khuôn mặt và chuyển động của người dùng, cho phép tương tác tự nhiên với nội dung ảo trong AR.
• Ước tính độ sâu: Phân tích ảnh giúp thiết bị AR hiểu các vật thể trong môi trường cách xa bao nhiêu bằng cách phân tích hình ảnh thu được. Nhờ đó, các yếu tố ảo được đặt ở khoảng cách phù hợp, hòa trộn tự nhiên với thế giới thực và cải thiện trải nghiệm AR tổng thể.
• Thích ứng với môi trường: Thị giác máy tính có thể được dùng để điều chỉnh các vật thể ảo nhằm thích ứng với điều kiện thực tế như ánh sáng, phản chiếu và bóng đổ trong AR.

Ví dụ, giả sử bạn đang dùng ứng dụng AR để xem một tác phẩm điêu khắc kỹ thuật số trong phòng khách. Khi bạn di chuyển điện thoại hoặc kính AR, hệ thống thị giác máy tính bắt đầu nhận diện các vật thể xung quanh phòng, chẳng hạn như ghế sofa hoặc bàn cà phê, bằng cách sử dụng phát hiện đối tượng.

Đồng thời, công nghệ SLAM lập bản đồ bố cục căn phòng và theo dõi vị trí thiết bị để đảm bảo tác phẩm điêu khắc luôn cố định tại một vị trí. Khi bạn tiến lại gần, ước tính độ sâu giúp ứng dụng điều chỉnh kích thước tác phẩm điêu khắc để vật thể trông như được đặt ở vị trí chân thực. Nếu bạn vẫy tay, nhận diện cử chỉ có thể cho phép bạn xoay hoặc thay đổi kích thước tác phẩm điêu khắc. Ứng dụng cũng có thể điều chỉnh ánh sáng và bóng đổ của tác phẩm để khớp với điều kiện chiếu sáng trong phòng, giúp tác phẩm hòa vào phòng khách một cách liền mạch.

Orion: Kính thực tế tăng cường của Meta#

AR đang phát triển nhanh chóng và Meta gần đây đã công bố kính AR Orion vào ngày 25 tháng 9 năm 2024, tại sự kiện Meta Connect 2024. Theo CEO Meta, Mark Zuckerberg, Orion là mẫu kính AR tiên tiến nhất từng được chế tạo, kết hợp nhiều tính năng tiên tiến. Kính trông như một cặp kính thông thường nhưng có khả năng AR sống động, với trường nhìn rộng nhất từng có trên kính AR.

Chiếc kính có trọng lượng nhẹ, khung làm bằng magie tương tự vật liệu dùng trong xe F1, cùng hệ thống làm mát tiên tiến lấy cảm hứng từ vệ tinh NASA, giúp người dùng thoải mái khi đeo. Kính sử dụng màn hình thế hệ mới làm từ silicon carbide tùy chỉnh, với các máy chiếu siêu nhỏ có thể tạo ảnh ba chiều ở nhiều độ sâu và kích thước ngay trước mắt người dùng.

Kính AR Orion hỗ trợ các tùy chọn điều khiển bằng giọng nói, theo dõi bàn tay, theo dõi mắt và giao diện vòng đeo tay có khả năng thu nhận xung điện từ cơ bắp để điều khiển các yếu tố AR bằng những chuyển động tinh tế. Vòng đeo tay hoạt động như một giao diện thần kinh, cho phép bạn tương tác với kính bằng các cử chỉ đơn giản, trở thành một phần quan trọng của trải nghiệm tổng thể. Kính cũng đi kèm một thiết bị xử lý nhỏ gọn vừa túi, cung cấp sức mạnh tính toán cần thiết khi bạn di chuyển.

Hình 3. Kính AR Orion, vòng đeo tay thần kinh và thiết bị xử lý của Meta.

Điểm nổi bật của Orion là khả năng tích hợp với Meta AI, một trợ lý thông minh có thể nhận diện vật thể trong thế giới thực và cung cấp thông tin hữu ích. Ví dụ, nếu bạn nhìn vào một số nguyên liệu, Meta AI có thể gợi ý công thức nấu ăn. Bạn cũng có thể biến bất kỳ bức tường nào thành màn hình để xem video, tham gia cuộc gọi video ba chiều hoặc chơi trò chơi tương tác, khiến Orion trở thành một bước tiến đầy hứa hẹn trong trải nghiệm AR.

Các ứng dụng của công nghệ AR đeo được#

Công nghệ AR đeo được, chẳng hạn như kính AR Orion hoặc các thiết bị đeo đầu, cho phép bạn trải nghiệm thực tế tăng cường mà không cần cầm thiết bị, khác với khi sử dụng điện thoại hoặc máy tính bảng. Hãy cùng tìm hiểu các ứng dụng mà AR đeo được đang tạo ra khác biệt.

AR giúp giáo dục dễ tiếp cận hơn#

Nhiều học sinh thích học thông qua thực hành hoặc hình ảnh, và thực tế tăng cường có thể giúp giáo viên tạo ra các bài học tương tác hơn. Với công nghệ AR đeo được như thiết bị đeo đầu hoặc kính thông minh, giáo viên và học sinh có thể tương tác với nội dung giáo dục theo cách sinh động hơn, giúp họ học tập mọi lúc, mọi nơi.

Các thiết bị đeo này đặc biệt hữu ích ở vùng sâu vùng xa vì nhiều ứng dụng AR có thể chạy ngoại tuyến hoặc cần kết nối rất ít sau khi dữ liệu cần thiết đã được tải xuống. Các quốc gia đang phát triển sử dụng AR đeo được để cung cấp nền giáo dục chất lượng cho học sinh có nhu cầu. Ở các quốc gia như Rwanda, Nigeria và Nam Phi, AR đeo được đang hỗ trợ giáo dục học sinh ở vùng sâu vùng xa, riêng tại Rwanda đã tiếp cận hơn 500.000 học sinh.

Hình 4. Một học sinh ở vùng sâu vùng xa tại châu Phi sử dụng công nghệ AR để học tập (Nguồn: nepad.org).

Kính AR dành cho trò chơi#

Ứng dụng AR phổ biến nhất là trong trò chơi. Ngành công nghiệp trò chơi đang bắt đầu nhận ra kính AR có thể khiến trò chơi sống động và tương tác hơn như thế nào. Người chơi có thể nhìn thấy các yếu tố ảo trong thế giới thực thông qua AR, tạo cảm giác như họ thực sự là một phần của trò chơi. Chẳng hạn, người chơi có thể tự do khám phá và tương tác với môi trường xung quanh mà không cần dùng tay, khiến trải nghiệm trở nên tự nhiên hơn.

Mặc dù trò chơi AR lần đầu trở nên phổ biến trên thiết bị di động, chẳng hạn như Pokémon Go, nơi người chơi dùng camera điện thoại để bắt Pokémon, việc chuyển sang kính AR được kỳ vọng sẽ khiến trò chơi hấp dẫn hơn nữa. Pokémon Go đánh dấu một cột mốc quan trọng vì đã cho thấy tiềm năng của AR khi thu hút hơn 20 triệu người chơi hoạt động chỉ trong 7 ngày.

Hình 5. Người chơi sử dụng AR trong trò chơi Pokémon Go.

AR hỗ trợ bác sĩ và phẫu thuật viên như thế nào#

Nhờ thực tế tăng cường, bác sĩ và chuyên gia y tế có thể truy cập và nghiên cứu hình ảnh y khoa ở dạng 3D. Trên thực tế, các công cụ chẩn đoán hình ảnh y khoa hỗ trợ AR có thể giúp bác sĩ hình dung giải phẫu của bệnh nhân trong môi trường 3D. Hình ảnh trực quan rõ ràng hơn có thể giúp chẩn đoán chính xác hơn, cải thiện kết quả phẫu thuật và đảm bảo quy trình an toàn hơn.

AR cũng có thể giúp các chuyên gia chăm sóc sức khỏe cung cấp dịch vụ chăm sóc cá nhân hóa và hiệu quả hơn bằng cách xác định vị trí và mức độ bệnh, lập kế hoạch phẫu thuật và giúp bệnh nhân hiểu rõ hơn về tình trạng của mình. Ví dụ, khi sử dụng kính AR, phẫu thuật viên có thể xem các chỉ số sinh tồn của bệnh nhân trong quá trình thực hiện thủ thuật y tế mà không phải xoay xở với nhiều thiết bị và màn hình hiển thị. Nhờ đó, họ ít có khả năng đọc nhầm hoặc diễn giải sai dữ liệu hơn.

Hình 5. Một chuyên gia y tế sử dụng kính AR trong khi phẫu thuật.

Điểm chính cần ghi nhớ#

Thực tế tăng cường được kỳ vọng sẽ thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới kỹ thuật số. Bằng cách kết hợp các yếu tố ảo với thế giới thực, AR tạo ra trải nghiệm sống động hơn so với màn hình truyền thống. Kính AR Orion của Meta, với các tính năng tiên tiến, thiết kế thoải mái và khả năng AI, là bước tiến lớn trong công nghệ AR. Khi AR trở nên phổ biến hơn trong đời sống hằng ngày, ranh giới giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số có thể sẽ mờ dần, mở ra những khả năng mới cho đổi mới và sáng tạo.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về AI? Hãy xem kho GitHub của chúng tôi để biết những đóng góp của chúng tôi cho AI và thị giác máy tính, đồng thời đừng quên tham gia cộng đồng. Tìm hiểu cách chúng tôi đang định hình lại các ngành như sản xuất và nông nghiệp bằng công nghệ AI tiên tiến.