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

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

Trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là thị giác máy tính, là động lực chính thúc đẩy thực tế tăng cường. AI thị giác cho phép 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 điểm 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 phát triển gần đây như kính thực tế tăng cường Orion mới của Meta, giúp AR dễ tiếp cận hơn.

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 mô hình 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 cải thiện cách chúng ta nhìn nhận môi trường xung quanh bằng cách kết hợp các yếu tố do máy tính tạo ra với những gì chúng ta thấy trong đời thực.

Năm 1968, Ivan Sutherland, được biết đến là "cha đẻ của đồ họa máy tính," đã tạo ra thiết bị hiển thị AR đeo trên đầu 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 cho BMW Mini. Khi đưa quảng cáo trên tạp chí bản in trước camera máy tính, người dùng có thể nhìn thấy mô hình 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 bước vào các ngành như tiếp thị, du lịch, thời trang và giải trí. Với các ứng dụng trò chơi phổ biến như Pokémon Go vào năm 2016, mức độ ứng dụng AR đã tăng lên. Thị trường thực tế tăng cường toàn cầu được dự báo sẽ đạt 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 cho cách nội dung kỹ thuật số được tích hợp vào môi trường thực thông qua AR. Sau đây là cái nhìn chi tiết hơn về những cách khác nhau mà thị giác máy tính đóng góp cho AR:

• Nhận dạng đối tượng: Sử dụng các kỹ thuật thị giác máy tính như phát hiện đối tượng, phân đoạn ảnh và theo dõi đối tượng, các hệ thống AR có thể nhận dạng đối tượng bằng cách phân tích kích thước, hình dạng và màu sắc. Sau khi nhận dạng, nội dung ảo như mô hình 3D hoặc văn bản có thể được phủ lên.
• 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, mang lại trải nghiệm ổn định.
• Nhận dạng cử chỉ và chuyển động: Vision AI 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 hình ảnh giúp các thiết bị AR hiểu các đối tượng trong môi trường cách xa bao nhiêu thông qua việc phân tích những gì thiết bị nhìn thấy. 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 một ứng dụng AR để xem 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 dạng các đồ vật xung quanh phòng, chẳng hạn như ghế sofa hoặc bàn cà phê, bằng cách sử dụng tính năng 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, tính năng ước tính độ sâu giúp ứng dụng điều chỉnh kích thước tác phẩm, khiến tác phẩm trông như được đặt ở vị trí chân thực. Nếu bạn vẫy tay, tính năng nhận dạng 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 cho phù hợp với điều kiện ánh sáng trong phòng, giúp tác phẩm hòa vào phòng khách của bạn.

Orion: Kính thực tế tăng cường của Meta#

AR đang phát triển nhanh chóng, và Meta 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 kính AR tiên tiến nhất từng được chế tạo, tích hợp nhiều tính năng hiện đại. Kính có kiểu dáng như một cặp kính thông thường nhưng được trang bị khả năng AR sống động, với trường nhìn rộng nhất từng có trên kính AR.

Kính có trọng lượng nhẹ, với gọng làm từ magiê, tương tự vật liệu được dùng trong xe F1, cùng hệ thống làm mát tiên tiến lấy cảm hứng từ vệ tinh NASA để tạo sự thoải mái. Kính sử dụng màn hình thế hệ mới làm từ silicon carbide tùy chỉnh, với các máy chiếu nhỏ có thể tạo ra ảnh ba chiều ở nhiều độ sâu và kích thước khác nhau ngay trước mắt bạn.

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 của Meta, vòng đeo tay thần kinh và thiết bị xử lý dạng puck.

Điểm nổi bật của Orion là khả năng tích hợp với Meta AI, một trợ lý thông minh có thể nhận dạng các vật thể trong thế giới thực và đưa ra thông tin hữu ích. Ví dụ, nếu bạn nhìn vào một nhóm 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.

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 trải nghiệm chơi game 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 nét 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 lan rộng của bệnh, lập kế hoạch phẫu thuật và giúp bệnh nhân hiểu rõ hơn về tình trạng của mình. Ví dụ, khi dùng kính AR, bác sĩ phẫu thuật có thể xem các chỉ số sinh tồn của bệnh nhân trong lúc thực hiện thủ thuật mà không cần xoay xở với nhiều thiết bị và màn hình hiển thị. Nhờ đó, họ ít có nguy cơ đọc sai hoặc diễn giải nhầm dữ liệu hơn.

Hình 6. 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 ngày càng phổ biến trong đời sống hằng ngày, ranh giới giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số có thể mờ đi, mở ra những khả năng mới cho đổi mới và sáng tạo.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về AI? Hãy xem repository 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 của chúng tôi. Khám phá cách chúng tôi đang định hình lại các ngành như sản xuất và nông nghiệp bằng công nghệ AI.