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, tràn ngập dữ liệu và thông tin, hầu hết thiết bị chúng ta sử dụng hằng ngày vẫn dựa vào màn hình hai chiều (2D). Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ, điều này đang dần thay đổi nhờ sự xuất hiện của những đổi mới như thực tế tăng cường (AR). AR được sử dụng để 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 trải nghiệm 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. Vision AI giúp các 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 các đặc trưng không gian. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách thực tế tăng cường hoạt động và các ứng dụng của công nghệ này 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, như kính thực tế tăng cường Orion mới của Meta, giúp AR trở nên dễ tiếp cận hơn. Hãy cùng bắt đầu!

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 cốc cà phê ảo 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 mệnh danh là "cha đẻ của đồ họa máy tính", đã tạo ra thiết bị hiển thị gắn trên 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 đưa quảng cáo trên tạp chí in trước camera máy tính, người dùng có thể nhìn thấy model kỹ thuật số của chiếc xe trên màn hình và điều khiển chuyển động của nó, tạo cảm giác như họ đang tương tác với chiếc xe trong đời thực. Điều này mở đường cho AR thâm nhập vào các ngành như tiếp thị, du lịch, thời trang và giải trí. Cùng với những ứng dụng game phổ biến như Pokémon Go vào năm 2016, mức độ phổ cập của AR ngày càng tăng. 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 sự tăng trưởng của quy mô thị trường AR toàn cầu.

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 nội dung kỹ thuật số được tích hợp dễ dàng vào môi trường thực tế thông qua AR. Dưới đây là cái nhìn chi tiết hơn về những cách khác nhau mà 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 hình ảnh và theo dõi đối tượng, các hệ thống AR có thể nhận diện đối tượng bằng cách phân tích kích thước, hình dạng và màu sắc của chúng. Sau khi được xác định, nội dung ảo như model 3D hoặc văn bản có thể được phủ lên.
• Định vị và lập bản đồ: Thị giác máy tính có thể được sử dụng cho bài toán 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 được căn chỉnh chính xác với góc nhìn của người dùng nhằm mang lại trải nghiệm ổn định.
• Nhận diện cử chỉ và chuyển động: Vision AI có thể được sử dụng 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 bằng cách phân tích những gì chúng nhìn thấy. Điều này giúp đặt các yếu tố ảo ở khoảng cách phù hợp, khiến chúng hòa quyện 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 sử dụng để điều chỉnh các đối tượng ảo nhằm phản ứng với những điều kiện thực tế như ánh sáng, phản xạ và bóng đổ trong AR.

Ví dụ, giả sử bạn đang sử dụng một ứng dụng AR để xem một tác phẩm điêu khắc kỹ thuật số trong phòng khách. Khi bạn di chuyển điện thoại hoặc headset AR, hệ thống thị giác máy tính bắt đầu nhận diện các đối tượng xung quanh căn 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 vẫn cố định tại một chỗ. Khi bạn bước lại gần, ước tính độ sâu giúp ứng dụng điều chỉnh kích thước tác phẩm điêu khắc, khiến nó trông 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 phù hợp với điều kiện ánh sáng trong phòng, giúp tác phẩm hòa quyện liền mạch vào phòng khách của bạn.

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 của Meta, Mark Zuckerberg, Orion là mẫu kính AR tiên tiến nhất từng được chế tạo, kết hợp nhiều tính năng hiện đại. Kính có kiểu dáng như một chiếc kính thông thường nhưng được tích hợp các khả năng AR sống động, cung cấp trường nhìn lớn nhất từng xuất hiện trên kính AR cho đến nay.

Kính có trọng lượng nhẹ, với gọng làm từ magie, tương tự vật liệu được sử dụng trong xe F1, cùng hệ thống tản nhiệt tiên tiến lấy cảm hứng từ vệ tinh NASA nhằm mang lại sự thoải mái. Kính sử dụng màn hình thế hệ mới làm từ silicon carbide tùy chỉnh, với các máy chiếu siêu nhỏ có thể tạo ra hologram ở nhiều độ sâu và kích thước khác nhau ngay trước mắt người dùng.

Kính AR Orion cung cấp các tùy chọn điều khiển bằng giọng nói, theo dõi bàn tay, theo dõi mắt và một giao diện vòng đeo tay có thể thu nhận các xung điện từ cơ bắp để điều khiển các yếu tố AR bằng những chuyển động nhỏ. 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 puck xử lý nhỏ gọn, có kích thước vừa túi, cung cấp năng lực tính toán cần thiết khi bạn di chuyển.

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

Điểm nổi bật của Orion là khả năng tích hợp với Meta AI, một trợ lý thông minh có thể nhận diện các đối tượng trong thế giới thực và cung cấp những 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 các cuộc gọi video hologram hoặc chơi game tương tác, khiến Orion trở thành một bước tiến thú vị 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 headset, cho phép bạn trải nghiệm thực tế tăng cường mà không cần cầm thiết bị, khác với việc sử dụng điện thoại hoặc máy tính bảng. Hãy cùng điểm qua những ứng dụng khác nhau mà AR đeo được đang tạo ra sự khác biệt.

AR giúp giáo dục trở nên dễ tiếp cận hơn#

Nhiều học sinh tiếp thu tốt thông qua thực hành hoặc hình ảnh, và thực tế tăng cường có thể giúp giáo viên tạo ra những bài học tương tác hơn. Với công nghệ AR đeo được như headset hoặc kính thông minh, giáo viên và học sinh có thể tương tác với nội dung giáo dục theo cách năng động hơn, cho phép họ học tập mọi lúc, mọi nơi.

Những thiết bị đeo được này đặc biệt hữu ích ở các khu vực xa xôi vì nhiều ứng dụng AR có thể chạy ngoại tuyến hoặc với kết nối tối thiểu sau khi dữ liệu cần thiết được tải xuống. Các quốc gia đang phát triển đang sử dụng AR đeo được để cung cấp nền giáo dục chất lượng cho những học sinh có nhu cầu. Tại 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 xa xôi tại châu Phi sử dụng công nghệ AR để học tập (Nguồn: nepad.org).

Kính AR dành cho game#

Ứng dụng phổ biến nhất của AR là trong game. Ngành game đang bắt đầu nhận ra kính AR có thể khiến trò chơi trở nên 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 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 game AR ban đầu trở nên phổ biến trên thiết bị di động, như trong Pokémon Go, nơi người chơi sử dụng camera điện thoại để bắt Pokémon, việc chuyển sang kính AR được kỳ vọng sẽ khiến game trở nên 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 game Pokémon Go.

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

Nhờ thực tế tăng cường, các bác sĩ và chuyên gia y tế có thể truy cập và nghiên cứu hình ảnh y khoa dưới 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 bệnh nhân trong môi trường 3D. Hình ảnh trực quan rõ ràng hơn có thể dẫn đến chẩn đoán chính xác hơn, kết quả phẫu thuật được cải thiện và quy trình an toàn hơn.

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

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

Những điểm chính#

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 một bước tiến lớn của công nghệ AR. Khi AR trở nên phổ biến hơn trong đời sống hằng ngày, chúng ta có thể kỳ vọng ranh giới giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số sẽ dần 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 tìm hiểu những đóng góp của chúng tôi cho AI và thị giác máy tính, đồng thời đừng quên tham gia cùng cộng đồng của chúng tôi. Hãy khám phá cách chúng tôi đang định hình lại các ngành như sản xuất và nông nghiệp bằng công nghệ AI tiên tiến.