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

Mặc dù chúng ta đang sống trong một thế giới ba chiều (3D) phong phú đầy dữ liệu và thông tin, nhưng hầu hết các thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày lại phụ thuộc vào màn hình hai chiều (2D). Tuy nhiên, khi công nghệ tiến bộ, điều này đang dần thay đổi với sự ra đời của các đổi mới như thực tế tăng cường (AR). AR được sử dụng để hòa trộn nội dung kỹ thuật số, chẳng hạn như hình ảnh, âm thanh và dữ liệu, vào môi trường thế giới thực của chúng ta, giúp nó trở nên tương tác và hấp dẫn hơn.

Trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là computer vision, là động lực chính đằngหลัง thực tế tăng cường. Vision AI giúp các thiết bị AR có thể phân tích và diễn giải môi trường xung quanh bằng cách phát hiện đối tượng, theo dõi chuyển động và nhận diện các đặc điểm không gian. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách hoạt động của thực tế tăng cường và các ứng dụng của nó trong các lĩnh vực như giáo dục, y tế và giải trí. Chúng ta cũng sẽ thảo luận về những bước đột phá gần đây như kính thực tế tăng cường Orion mới của Meta, giúp AR trở nên tiếp cận dễ dàng hơn. Hãy cùng bắt đầu nhé!

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

Sự 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 của điện thoại vào một chiếc bàn trống, AR có thể làm cho nó trông giống như có một tách cà phê ảo đang 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 nhìn thấy trong đời thực.

Vào 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 quảng cáo tương tác của BMW Mini. Bằng cách giữ một quảng cáo tạp chí in trước camera của 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 nó, tạo cảm giác như họ đang tương tác với chiếc xe ngoài đời thực. Điều này đã mở ra cánh cửa để AR thâm nhập vào các ngành công nghiệp như tiếp thị, du lịch, thời trang và giải trí. Với các ứng dụng trò chơi phổ biến như Pokémon Go vào năm 2016, việc áp dụng AR đã tăng lên. Thị trường thực tế tăng cường toàn cầu dự kiến sẽ đạt mức khổng lồ khoảng 2.804,82 tỷ USD vào năm 2034.

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

Vai trò của computer vision trong AR#

Nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm computer vision, cảm biến và machine learning, phối hợp với nhau để tạo ra trải nghiệm thực tế tăng cường sống động. Cụ thể, computer vision đóng vai trò nền tảng cho cách nội dung kỹ thuật số được tích hợp mượt mà vào môi trường thế giới thực thông qua AR. Dưới đây là cái nhìn chi tiết hơn về các cách khác nhau mà computer vision đóng góp cho AR:

• Nhận diện đối tượng: Bằng cách sử dụng các kỹ thuật computer vision như object detection, image segmentation và object tracking, 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 nhận diện, nội dung ảo chẳng hạn như mô hình 3D hoặc văn bản có thể được phủ lên trên.
• Định vị và lập bản đồ: Computer vision có thể được sử dụng cho định vị và lập bản đồ đồng thời (SLAM) để theo dõi vị trí và hướng của thiết bị trong thời gian thực, đảm bảo các yếu tố ảo luôn được căn chỉnh chính xác với tầm nhìn của người dùng để có 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 lượng chiều sâu: Phân tích hình ảnh giúp các thiết bị AR hiểu được khoảng cách của các đối tượng trong môi trường bằng cách phân tích những gì chúng nhìn thấy. Điều này giúp đặt các yếu tố ảo ở khoảng cách phù hợp, giúp chúng hòa trộn tự nhiên với thế giới thực và cải thiện trải nghiệm AR tổng thể.
• Thích ứng với môi trường: Computer vision có thể được sử dụng để điều chỉnh các đối tượng ảo nhằm phản ứng với các điều kiện thực tế như ánh sáng, phản chiếu 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 của mình. Khi bạn di chuyển điện thoại hoặc tai nghe AR, hệ thống computer vision bắt đầu nhận diện các đồ vật xung quanh phòng, chẳng hạn như ghế sofa hoặc bàn cà phê của bạn, bằng cách sử dụng object detection.

Đồng thời, công nghệ SLAM lập bản đồ bố cục phòng và theo dõi vị trí thiết bị của bạn để đảm bảo tác phẩm điêu khắc giữ nguyên ở một điểm cố định. Khi bạn bước lại gần hơn, depth estimation giúp ứng dụng điều chỉnh kích thước tác phẩm điêu khắc, làm cho nó xuất hiện với vị trí thực tế. 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 điêu khắc sao cho khớp với điều kiện chiếu sáng trong phòng, giúp nó hòa quyện một cách liền mạch vào phòng khách của bạn.

Orion: Kính thực tế tăng cường của Meta#

AR đang tiến bộ 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 chiếc kính AR tiên tiến nhất từng được chế tạo, kết hợp nhiều tính năng tiên tiến. Trông chúng giống như một cặp kính thông thường nhưng đi kèm với các khả năng AR đắm chìm, mang lại trường nhìn lớn nhất từng thấy trên kính AR cho đến nay.

Kính có trọng lượng nhẹ, với khung làm từ magiê, tương tự như chất liệu được sử dụng trong xe F1, và hệ thống làm mát tiên tiến lấy cảm hứng từ vệ tinh của NASA để mang lại sự thoải mái. Chúng sử dụng màn hình thế hệ mới làm từ silicon carbide tùy chỉnh, với các máy chiếu nhỏ có thể tạo ra các hìnhh hologram có độ sâu và kích thước khác nhau ngay trước mặt bạn.

Kính AR Orion đi kèm với các tùy chọn điều khiển bằng giọng nói, theo dõi tay, theo dõi mắt và giao diện vòng đeo tay thu nhận xung điện từ cơ bắp của bạn để điều khiển các yếu tố AR bằng các chuyển động tinh tế. Vòng đeo tay đóng vai trò là một giao diện thần kinh, cho phép bạn tương tác với kính bằng các cử chỉ đơn giản, biến nó thành một phần quan trọng của trải nghiệm tổng thể. Kính cũng đi kèm với một cụm xử lý nhỏ gọn bỏ túi cung cấp sức mạnh tính toán cần thiết khi bạn đang di chuyển.

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

Điểm làm nên sự khác biệt 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 tập hợp nguyên liệu, Meta AI có thể gợi ý các 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 dạng hologram hoặc chơi các trò chơi tương tác, biến Orion thành một bước tiến thú vị trong trải nghiệm AR.

Các ứng dụng của công nghệ AR đeo được#

Công nghệ AR đeo được, như kính AR Orion hoặc tai nghe, cho phép bạn trải nghiệm thực tế tăng cường mà không cần cầm thiết bị, không giống như việc sử dụng điện thoại hoặc máy tính bảng. Hãy cùng điểm qua các ứng dụng khác nhau mà AR đeo được đang tạo ra sự khác biệt.

AR đang làm cho giáo dục trở nên dễ tiếp cận hơn#

Nhiều học sinh tiếp thu tốt hơn thông qua thực hành hoặc hình ảnh, và thực tế tăng cường có thể giúp giáo viên tạo ra các bài học mang tính tương tác cao hơn. Với công nghệ AR có thể đeo như tai nghe 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 vùng sâu vùng xa 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 học sinh có hoàn cảnh khó khăn. Tại các quốc gia như Rwanda, Nigeria và Nam Phi, AR đeo được đang giúp giáo dục học sinh ở các vùng sâu vùng xa, tiếp cận hơn 500.000 học sinh chỉ riêng tại Rwanda.

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

Kính AR cho trò chơi#

Ứng dụng phổ biến nhất của AR là trong lĩnh vực game. Ngành công nghiệp game đang bắt đầu nhận ra cách kính AR có thể làm cho trò chơi trở nên đắm chìm và tương tác hơn. Người chơi có thể nhìn thấy các yếu tố ảo trong thế giới thực thông qua AR, khiến họ cảm thấy mình 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, giúp trải nghiệm trở nên tự nhiên hơn.

Mặc dù game AR lần đầu tiên trở nên phổ biến trên thiết bị di động, chẳng hạn như với Pokémon Go nơi người chơi sử dụng camera điện thoại để bắt Pokémon, nhưng việc chuyển sang kính AR được kỳ vọng sẽ làm cho game trở nên hấp dẫn hơn nữa. Pokémon Go đánh dấu một cột mốc quan trọng vì nó thể hiện tiềm năng của AR khi đạt hơn 20 triệu người chơi hoạt động chỉ trong 7 ngày.

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

AR đang giúp đỡ 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 tế ở dạng 3D. Trên thực tế, các công cụ hình ảnh y tế hỗ trợ AR có thể hỗ trợ các bác sĩ hình dung giải phẫu của bệnh nhân trong môi trường 3D. Hình ảnh trực quan rõ ràng hơn có thể dẫn đến chẩn đoán chính xác hơn, cải thiện kết quả phẫu thuật và thực hiện các thủ thuật an toàn hơn.

AR cũng có thể giúp các chuyên gia y tế cung cấp chăm sóc cá nhân hóa và hiệu quả hơn bằng cách xác định vị trí và mức độ của bệnh lý, lập kế hoạch phẫu thuật và giúp bệnh nhân hiểu rõ hơn về tình trạng của họ. Ví dụ, sử dụng tai nghe AR, các bác sĩ phẫu thuật có thể xem lại các chỉ số sinh tồn của bệnh nhân trong một thủ thuật y tế mà không phải xoay sở với nhiều thiết bị và màn hình hiển thị. Nhờ đó, họ ít có khả năng đọc nhầm hoặc hiểu sai dữ liệu hơn.

Hình 5. Một chuyên gia y tế sử dụng tai nghe AR trong ca phẫu thuật.

Các điểm chính cần lưu ý#

Thực tế tăng cường đã sẵn sàng 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 trong công nghệ AR. Khi AR trở nên phổ biến hơn trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể mong đợi ranh giới giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số sẽ mờ dần, dẫn đến những khả năng mới cho đổi mới và sáng tạo.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về AI? Hãy xem kho lưu trữ GitHub của chúng tôi để khám phá những đóng góp của chúng tôi cho AI và computer vision, và đừng quên tương tác với cộng đồng của chúng tôi. Hãy xem cách chúng tôi đang định nghĩa lại các ngành công nghiệp như sản xuất và nông nghiệp bằng công nghệ AI tiên tiến.