Virtual en Augmented Reality als katalysator voor ‘Smart Industry’

Willy de Jong, 28 januari 2016
VRtraining2klein

For English version scroll down

Virtual en augmented reality als katalysator voor 'Smart Industry'

Virtual Reality is erg populair, er gaat geen dag meer voorbij of je hoort, leest of ziet hier iets over. Door sommigen is 2016 zelfs uitgeroepen tot ‘Het Jaar van de VR’.

En niet zonder reden. De aankondigingen van nieuwe VR brillen buitelen over elkaar heen. Grote bedrijven als Microsoft en Google publiceren spectaculaire Youtube filmpjes over hun Hololens,en Magic Leap systemen. Google heeft inmiddels een hele divisie opgericht voor VR.  Facebook nam Oculus voor 2 miljard over. Apple heeft AR maker Metaio opgekocht etc… De grote aanjager is de ‘computer games’ markt. Gamers kunnen zich binnenkort volledig ‘onderdompelen’ in de nieuwste games, door een VR headset op te zetten.

Door de snelle toename van rekenkracht van processoren ( denk aan de ‘Wet van Moore’) en snelle prijs erosie door de toepassing in consumenten electronica ( PC’s / smartphones) wordt het gebied waarin VR en AR kan worden toegepast snel groter. “Serieuze’ VR  wordt, behalve bij defensie, gezondheidszorg, in onderwijs en research, ook toegepast bij industriële bedrijven zoals ASML en Océ. B.v. voor technische trainingen. Hiermee wordt de afhankelijkheid  van dure, vaak niet altijd beschikbare, apparaten verkleind.

VR, AR en MR

Virtual reality, Augmented reality, Mixed reality.  Hoe onderscheiden deze technologieën zich?

 

zwartebril

Consumer versie Oculus Rift (https://www.oculus.com/)

 

Virtual reality wil zeggen dat het erg lijkt op de werkelijkheid, maar het toch niet is. In brede zin kun je zeggen dat hieronder ook het lezen van een boek, het zien van films, of je eigen fantasie valt. Ook fysieke modellen, denk aan een aardbol, of poppen, kun je zien als een vorm van ‘virtuele’ werkelijkheid. Tegenwoordig wordt er echter meestal een digitale, computer gegenereerde, representatie van de werkelijkheid onder verstaan.

In deze digitale wereld kun je acteren, zonder dat je direct ‘real life’ consequenties krijgt. Dat is met name interessant in situaties waarin de werkelijkheid niet goed toegankelijk is, denk aan gevaarlijke situaties (b.v. oorlogshandelingen, branden..), of aan dure apparaten (vliegtuigen, high end printers, wafer-steppers) die niet altijd beschikbaar zijn.

Virtual reality kan meer of minder ‘immersive’ zijn. Een computerscherm kan een (quasi) 3D virtuele omgeving laten zien, echter echt indrukwekkend wordt het met een HMD (head mounted display), zoals een Oculus Rift, waarin je volledig ‘ondergedompeld’ wordt in een virtuele wereld.

 

Augmented reality gaat wel uit van de bestaande werkelijkheid, waar  informatie aan wordt  toegevoegd, een extra ‘laag’ op de werkelijkheid. Dit kan met een Smartphone of Ipad, of straks met b.v. de Hololens.  Iedereen kent nog wel de inmiddels van de markt gehaalde Google glass, je ziet gewoon je omgeving en het brilletje projecteert een extra laagje informatie op je ogen. Voor ‘maintenance’ toepassingen wordt een grote toekomst voorzien. Denk je eens in dat een service technicus alleen maar een brilletje hoeft op te zetten waarmee hij naar een apparaat kijkt, het apparaat wordt direct herkend en de service technicus krijgt visuele instructies hoe hij/zij een reparatie kan uitvoeren.

 

Bij Mixed reality kun je denken aan allerlei variaties tussen een reële en virtuele wereld in. Augmented reality valt daar dus ook onder, net zoals Augmented virtuality. Met dit laatste wordt bedoeld dat je ook realiteit aan een virtuele wereld kunt toevoegen. Denk b.v. aan spelletjes op de Wii, Xbox met Kinect, waarbij je ‘echte’ lichaamsbewegingen van invloed zijn op de virtuele wereld (spelletje tennis spelen b.v.). Binnen trainingssituaties is het toepassen van augmented virtuality een krachtig middel, de trainee bootst de echte fysieke handelingen na, waardoor er een betere retentie van het leren zal plaatsvinden.

 

plaatjeuitlegmixed

 

Paul Milgram en Fumio Kishino hebben dit in 1994 al in een aardig schema gezet  (IEICE Transactions on Information Systems, Vol E77-D, No.12 December 1994.)

 

Smart Industry

 

Hoe kunnen (nog) sneller betere producten op de markt worden gebracht? In Duitsland wordt in dit verband gesproken over Industrie 4.0. In Nederland spreekt men van ‘Smart Industry’, in de US over de ‘Model Based Enterprise’.

 

Product ontwikkelingsprocessen dienen parallel te gaan lopen i.p.v. sequentieel, dit verkort de ‘Time to Market’. ICT ontwikkelingen spelen hierbij een cruciale rol.
3D Cad files (3D PDF) kunnen worden ‘(her)gebruikt’ op verschillende momenten in de product lifecycle. Per ‘proces’ kan de juiste visualisatie gekozen worden, b.v. bij design volledig virtueel, bij training ‘augmented virtuality’ en bij onderhoud ‘augmented reality’.

 

Door gebruik te maken van VR en AR technologieën kan er een versnelling en verbetering van de productontwikkeling plaatsvinden. Klanten kunnen in een vroege fase betrokken worden middels communicatie aan de hand van virtuele modellen. Terwijl het product nog in ontwikkeling is kan er al met een virtueel model getraind worden.

 

We staan aan het begin van een belangrijke ontwikkeling, die een grote impact zal krijgen op de industriële productiewijze.

 

Willy de Jong

Learning Professional

Willy.dejong@oce.com

International Training Center

Océ a Canon Group Company

 

Willy de Jong geeft een lezing op het Virtual Revolution event op 2 maart in Koningshof Veldhoven. Schrijf u hier gratis in om dit event te bezoeken.

_________________________________________________

ENGLISH

 

Virtual and augmented Reality as catalyst for ‘Smart Industry’

Virtual Reality is a very popular theme nowadays. There is almost no day without publications about new developments in this field. Some media even declare 2016 as ‘The Year of VR’.

And not without reason. The number of announcements of new VR glasses is exploding. Big companies, like Microsoft and Google, show their Hololens and Magic Leap systems on Youtube.

Google has recently founded a whole division for VR.  Facebook took over Oculus for 2 billion dollars. Apple bought AR manufacturer Metaio etc… A major booster of these developments is the ‘computer games’ market. Gamers will be able to fully immerse themselves in the latest games, by putting on a VR headset.

Due to the rapid increase of processing power (think about ‘Moore’s Law’) and fast price erosion, which is due to the application of high-end chips in consumer electronics ( PCs / smartphones), the area in which VR and AR can be utilized is also increasing rapidly.

‘Serious’ VR  is already applied in many different places: Defence, Health, Education & Research, and also industrial companies, like ASML and Océ for activities such as  technical trainings. In the latter situation the dependence on expensive, not always available, training devices can be reduced.

VR, AR and MR

Virtual reality, Augmented reality, Mixed reality.  How do these technologies differ?

                                    zwartebril

 Consumer version of the Oculus Rift (https://www.oculus.com/)

 

Virtual reality means that a situation has a high level of fidelity, but it is not ‘reality’.

In a broader sense you could say that also the reading of a book, looking to a movie, or making things up in your own fantasy could be labeled as Virtual Reality. The same could be said of physical models that represent reality in one way or the other, think about a ‘Globe’, ‘dolls’,..

However, nowadays when we talk about Virtual Reality we mostly mean a digital, computer generated, representation of reality.

In the VR world you can act  without directly causing ‘real life’ consequences. This is especially interesting in situations in which reality can cause difficulties. Think about dangerous situations (acts of war, fire disasters,..) or (too) expensive equipment (airplanes, high-end printers, wafer-steppers,..), which are not always available.

Virtual Reality can be more or less ‘Immersive’. A computer screen can show a (quasi) 3D virtual environment, but it really becomes impressive by using a HMD (head mounted display), like an Oculus Rift, in which you will be fully immersed in a virtual world.

 

Augmented Reality makes use of reality, but it adds an additional ‘layer of information’ to it. This can be done with a Smartphone or IPad. Probably you also still remember ‘Google glass’, although this product is not on the market anymore, it is just a matter of time till successors will come. You see your environment and the glasses will project an additional layer of information on your eyes.  This method has large potential for ‘maintenance’ purposes : Imagine a service technician only has to put on a pair of glasses, and  looks at the device he wants to repair. Automatically the device is being recognized and the service technician receives visual and auditory information about how to repair it.


In the case of Mixed Reality you can think of all kinds of variations between a real and a virtual world. Systems are for instance Canon MReal or Microsoft Hololens (near future).

Augmented reality is also part of that, so is Augmented Virtuality. With this latter concept is meant that you also can add reality to a virtual world: Think about playing games on the Wii, or Xbox with Kinect, were ‘real’ body movements influence the virtual world (for instance, playing tennis). In training situations, the application of Augmented / Mixed Virtuality is a powerful method. A trainee can mimic the real physical actions. Because of this the retention of what has been learned will be higher.

  plaatjeuitlegmixed

 

Paul Milgram en Fumio Kishino (IEICE Transactions on Information Systems, Vol E77-D, No.12 December 1994.)

 

Smart Industry

How can better products be developed and be brought to the market at higher speed?

In Germany, it’s called Industry 4.0, in the Netherlands the term ‘Smart Industry’ is used, in the US the Department of Defense, and companies like Boeing talk about the ‘Model based enterprise’.

Product development processes should operate in parallel, instead of sequential. This reduces ‘Time to Market’. IT developments play a crucial role in achieving this. For each ‘process’ the most optimal visualization / virtualization can be chosen.

For instance the design process: fully virtual, training: ‘Augmented 3D Virtuality’ and maintenance: ‘Augmented Reality’. By making use of VR and AR technologies, an improvement and acceleration of product development can take place. Customers can be involved in an early phase by communicating via 3D virtual models. While the product is still in development, training can take place with virtual models. We are at the beginning of an important development, which will have a large impact on our industrial production system.

 

Willy de Jong

Learning Professional

Willy.dejong@oce.com

International Training Center

Océ a Canon Group Company

 

Willy de Jong will give a lecture at the Virtual Revolution event on March 2nd at Koningshof Veldhoven. Register here for a free visit.