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Realidad aumentada

Realidad aumentada para visualizar muebles en el mundo real. Un ejemplo de realidad aumentada: Un hombre observando un modelo virtual a tamaño real de un edificio. Una aplicació...

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Realidad aumentada para visualizar muebles en el mundo real.
Un ejemplo de realidad aumentada: Un hombre observando un modelo virtual a tamaño real de un edificio.
Una aplicación de mapeo de realidad aumentada

La realidad aumentada ( RA ), también conocida como realidad mixta ( RM ), es una forma de interacción humano-computadora 3D que superpone gráficos 3D renderizados en tiempo real sobre el mundo real a través de una pantalla, como un dispositivo portátil o un casco de realidad virtual . Esta experiencia se integra perfectamente con el mundo físico, de modo que se percibe como un aspecto inmersivo del entorno real. [ 1 ] De esta manera, la realidad aumentada altera la percepción continua del entorno del mundo real, a diferencia de la realidad virtual , que busca reemplazar por completo el entorno del mundo real del usuario con uno simulado. [ 2 ] [ 3 ] La realidad aumentada suele ser visual , pero puede abarcar múltiples modalidades sensoriales , incluyendo la auditiva , la háptica y la somatosensorial . [ 4 ]

Los primeros sistemas de RA funcionales que proporcionaban experiencias inmersivas de realidad mixta a los usuarios se inventaron a principios de la década de 1990, comenzando con el sistema Virtual Fixtures desarrollado en el Laboratorio Armstrong de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 1992. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] Las experiencias comerciales de realidad aumentada se introdujeron por primera vez en las empresas de entretenimiento y videojuegos. [ 7 ] Posteriormente, las aplicaciones de realidad aumentada se han extendido a industrias como la educación, las comunicaciones, la medicina y el entretenimiento.

Entre los frameworks de realidad aumentada se encuentran ARKit y ARCore . Los visores de realidad aumentada comerciales incluyen Magic Leap 1 y HoloLens . Varias empresas han promovido el concepto de gafas inteligentes con capacidad de realidad aumentada.

La realidad aumentada se refiere a experiencias artificiales que se suman a la realidad ya existente. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] En la RA, la información sobre el entorno y sus objetos se puede superponer al mundo real. Esta información puede ser virtual o real, por ejemplo, ver otra información real detectada o medida, como ondas de radio electromagnéticas superpuestas en alineación exacta con su ubicación real en el espacio. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] La realidad aumentada también tiene un gran potencial en la recopilación y el intercambio de conocimiento tácito.

La realidad aumentada puede definirse como un sistema que incorpora tres características básicas: una combinación de mundos reales y virtuales, interacción en tiempo real y registro 3D preciso de objetos virtuales y reales. [ 14 ] La información sensorial superpuesta puede ser constructiva (es decir, aditiva al entorno natural) o destructiva (es decir, enmascarando el entorno natural). [ 1 ]

Hardware y pantallas

Fotografía de un hombre con unos auriculares de realidad aumentada.
Un hombre con unos auriculares de realidad aumentada
Auriculares de realidad aumentada Magic Leap One

Las imágenes de RA aparecen en dispositivos portátiles (transmisión de vídeo) o en pantallas montadas en la cabeza (transmisión óptica o de vídeo). Los sistemas combinan una pantalla con sensores (por ejemplo, cámaras y IMU) para registrar el contenido virtual en el entorno; la investigación también explora la óptica cercana al ojo, la RA basada en proyección y conceptos experimentales como lentes de contacto o pantallas escaneadas con la retina. [ 15 ] [ 16 ]

Pantallas montadas en la cabeza

Los HMD de realidad aumentada colocan imágenes virtuales en la visión del usuario mediante transparencia óptica o paso de vídeo y rastrean el movimiento de la cabeza para un registro estable. [ 17 ]

Portátil

La realidad aumentada en teléfonos y tabletas utiliza la cámara trasera (transmisión de vídeo) más SLAM/VIO en el dispositivo para el seguimiento. [ 18 ] [ 19 ]

Proyección cartográfica

Los proyectores superponen gráficos sobre objetos/entornos reales sin necesidad de pantallas montadas en la cabeza (RA espacial). [ 20 ]

gafas de realidad aumentada

Las pantallas cercanas al ojo con forma de gafas buscan una realidad aumentada más ligera y de manos libres; los enfoques varían en óptica, seguimiento y potencia. [ 17 ] [ 21 ]

Seguimiento 3D

Los sistemas de RA estiman la pose del dispositivo y la geometría de la escena para que los gráficos virtuales se mantengan alineados con el mundo real. Los enfoques comunes incluyen la odometría visual-inercial y SLAM para el seguimiento sin marcadores, y marcadores fiduciales cuando se dispone de patrones conocidos; el registro de imágenes y las señales de profundidad (p. ej., oclusión, sombras) mantienen el realismo. [ 16 ] [ 22 ] [ 23 ]

Software y estándares

Los entornos de ejecución de RA proporcionan canales de detección, seguimiento y renderizado; las plataformas móviles exponen SDK con acceso a la cámara y seguimiento espacial. Los formatos de intercambio/geoespaciales como ARML estandarizan los anclajes y el contenido. [ 24 ] [ 25 ] [ 18 ]

Interacción y entrada

La entrada suele combinar la mirada con el tacto, los controladores, la voz o el seguimiento de las manos; el audio y la retroalimentación háptica pueden reducir la carga visual. Los estudios de factores humanos informan de beneficios en el rendimiento, pero también de desventajas en la carga de trabajo y la seguridad, dependiendo de la tarea y el contexto. [ 26 ] [ 23 ]

Consideraciones de diseño

Entre los factores clave de usabilidad se incluyen el registro estable, el contraste legible bajo iluminación variable y la baja latencia de movimiento a fotón. El diseño visual suele utilizar señales de profundidad (oclusión, sombras) para facilitar el juicio espacial; en aplicaciones críticas para la seguridad, se priorizan las indicaciones visibles y la interacción mínima. [ 27 ] [ 28 ] [ 16 ]

Comparación con realidad mixta/realidad virtual

La realidad aumentada (RA) es en gran medida sinónimo de realidad mixta (RM). También existe cierta superposición terminológica con la realidad extendida y la realidad mediada por computadora . Sin embargo, en la década de 2020, comenzaron a enfatizarse las diferencias entre RA y RM. [ 29 ] [ 30 ]

Tipos de realidad extendida

En la realidad aumentada, los usuarios no solo pueden ver contenido digital dentro de su entorno real, sino que también pueden interactuar con él como si fuera una parte tangible del mundo físico. [ 31 ] Esto es posible gracias a dispositivos como Meta Quest 3S y Apple Vision Pro , que utilizan múltiples cámaras y sensores para permitir la interacción en tiempo real entre elementos virtuales y físicos. [ 32 ] La realidad mixta que incorpora háptica a veces se ha denominado realidad mixta visuo-háptica. [ 33 ] [ 34 ]

En la realidad virtual (RV), la percepción del usuario es completamente generada por computadora, mientras que con la realidad aumentada (RA), es parcialmente generada y parcialmente a partir del mundo real. [ 35 ] [ 36 ] Por ejemplo, en arquitectura, la RV se puede usar para crear una simulación de recorrido por el interior de un nuevo edificio; y la RA se puede usar para mostrar las estructuras y sistemas de un edificio superpuestos a una vista de la vida real. Otro ejemplo es a través del uso de aplicaciones de utilidad. Algunas aplicaciones de RA, como Augment , permiten a los usuarios aplicar objetos digitales en entornos reales, lo que permite a las empresas usar dispositivos de realidad aumentada como una forma de previsualizar sus productos en el mundo real. [ 37 ] De manera similar, también se puede usar para mostrar cómo se verían los productos en un entorno para los clientes, como lo demuestran empresas como Mountain Equipment Co-op o Lowe's que usan la realidad aumentada para permitir que los clientes previsualicen cómo se verían sus productos en casa. [ 38 ]

La realidad aumentada (RA) se diferencia de la realidad virtual (RV) en que, en la RA, el entorno circundante es real y la RA simplemente añade objetos virtuales a dicho entorno. Por otro lado, en la RV, el entorno circundante es completamente virtual y generado por ordenador. Un ejemplo de cómo la RA superpone objetos al mundo real se puede observar en los juegos de realidad aumentada. WallaMe es una aplicación de juego de realidad aumentada que permite a los usuarios ocultar mensajes en entornos reales, utilizando tecnología de geolocalización para que puedan ocultarlos donde deseen en el mundo. [ 39 ]

El uso de los términos "realidad mixta" e "interrealidad" está claramente definido en el contexto de la física y puede variar ligeramente en otros campos; sin embargo, generalmente se considera como "un puente entre el mundo físico y el virtual". [ 40 ]

Las recientes mejoras en los cascos de realidad aumentada y realidad virtual han hecho que la calidad de la pantalla, el campo de visión y el seguimiento del movimiento sean más precisos, lo que hace que las experiencias aumentadas sean más inmersivas. Las mejoras en la calibración de los sensores, la óptica ligera y la conectividad inalámbrica también han facilitado que los usuarios se muevan con mayor comodidad. [ 41 ]

Historia

Fotografía de un sistema de realidad aumentada antiguo.
Sistemas de iluminación virtual : sistema de realidad aumentada inicial, Fuerza Aérea de los Estados Unidos, Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson (1992)

Precursores de la realidad aumentada

  • 1901: El autor L. Frank Baum , en su novela de ciencia ficción La llave maestra , menciona por primera vez la idea de una pantalla/gafas electrónicas que superponen datos sobre la vida real (en este caso, personas). Se le denomina «marcador de caracteres». [ 42 ]
  • Las pantallas de visualización frontal (HUD, por sus siglas en inglés), tecnología precursora de la realidad aumentada, se desarrollaron por primera vez para pilotos en la década de 1950, proyectando datos de vuelo sencillos en su campo de visión, lo que les permitía mantener la vista al frente y no tener que mirar los instrumentos. Se trata de una pantalla transparente.

Primeros desarrollos

  • 1968: Ivan Sutherland crea la primera pantalla montada en la cabeza con visión óptica que tiene gráficos renderizados por una computadora. [ 43 ]
  • 1975: Myron Krueger crea Videoplace para permitir a los usuarios interactuar con objetos virtuales.
  • 1980: La investigación de Gavan Lintern de la Universidad de Illinois es el primer trabajo publicado que muestra el valor de una pantalla de visualización frontal para la enseñanza de habilidades de vuelo en el mundo real. [ 44 ]
  • 1980: Steve Mann crea la primera computadora portátil, un sistema de visión artificial con superposiciones de texto y gráficos sobre una escena mediada fotográficamente. [ 45 ]
  • 1986: Dentro de IBM, Ron Feigenblatt describe la forma de RA más experimentada en la actualidad (es decir, la "ventana mágica", por ejemplo, Pokémon Go basado en teléfonos inteligentes ), el uso de una pequeña pantalla plana "inteligente" posicionada y orientada manualmente. [ 46 ] [ 47 ]
  • 1987: Douglas George y Robert Morris crean un prototipo funcional de un sistema de " pantalla frontal " basado en un telescopio astronómico (un concepto precursor de la realidad aumentada) que superponía en el ocular del telescopio, sobre las imágenes reales del cielo, imágenes de estrellas y cuerpos celestes de intensidad variable, y otra información relevante. [ 48 ]
  • 1988: David Drascic, Paul Milgram y Julius Grodski demuestran su prototipo funcional de un sistema de vídeo estereoscópico interactivo con gráficos estereoscópicos superpuestos, que permite al usuario seleccionar puntos en la vista de vídeo para la planificación de rutas, la adquisición de objetivos o la medición con una "cinta métrica virtual". [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]
  • 1990: El término realidad aumentada se atribuye a Thomas P. Caudell, un antiguo investigador de Boeing . [ 54 ]
  • 1992: Louis Rosenberg desarrolló uno de los primeros sistemas de RA funcionales, llamado Virtual Fixtures , en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en Armstrong, que demostró beneficios para la percepción humana. [ 55 ]
  • 1992: Steven Feiner , Blair MacIntyre y Doree Seligmann presentan un artículo preliminar sobre un prototipo de sistema de realidad aumentada, KARMA, en la conferencia Graphics Interface.
  • 1993: George Fitzmaurice creó la primera pantalla portátil con capacidad espacial para proporcionar experiencias virtuales y aumentadas. [ 50 ] [ 56 ] [ 57 ]
  • 1993: Mike Abernathy y otros informan del primer uso de la realidad aumentada en la identificación de desechos espaciales mediante Rockwell WorldView, superponiendo las trayectorias geográficas de los satélites sobre el vídeo en directo del telescopio. [ 58 ]
  • 1993: Una versión ampliamente citada del artículo anterior se publica en Communications of the ACM – Número especial sobre entornos aumentados por computadora, editado por Pierre Wellner, Wendy Mackay y Rich Gold. [ 59 ]
  • 1994: Andrei State et al. presentan un prototipo de aplicación médica de RA que permite a los médicos observar un feto dentro de una paciente embarazada. [ 50 ] [ 56 ] [ 60 ]
  • 1994: Paul Milgram et al definen la Realidad Mixta y enfatizan que la Realidad Aumentada es solo una posibilidad en el Continuo Realidad-Virtualidad . [ 50 ] [ 56 ] [ 61 ] [ 62 ]
  • 1995: S. Ravela y otros en la Universidad de Massachusetts presentan un sistema basado en visión que utiliza cámaras monoculares para rastrear objetos (bloques de motor) en diferentes vistas para realidad aumentada. [ 63 ] [ 64 ]
  • 2004: Trimble Navigation y el Laboratorio de Tecnología de Interfaz Humana (HIT lab) presentaron un sistema de realidad aumentada montado en un casco para uso en exteriores . [ 65 ]

Realidad aumentada en smartphones y auriculares modernos

Auriculares de realidad aumentada Meta 2 de Meta

Usos

La realidad aumentada se ha explorado para muchos usos, incluyendo la educación y los negocios. [ 79 ] Algunos de los primeros ejemplos citados incluyen la realidad aumentada utilizada para apoyar la cirugía al proporcionar superposiciones virtuales para guiar a los profesionales médicos, hasta contenido de RA para astronomía y soldadura. [ 6 ] [ 80 ] Ejemplos de áreas de aplicación que se describen a continuación incluyen arqueología, arquitectura, comercio y educación.

Educación y formación

La RA para la educación y la formación puede superponer modelos 3D y guías paso a paso en entornos reales (por ejemplo, anatomía, mantenimiento); las revisiones sistemáticas informan de beneficios para el aprendizaje junto con advertencias sobre el diseño y la implementación que varían según el contexto y la tarea. [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]

La navegación con realidad aumentada superpone indicaciones de ruta o señales de peligro sobre la escena real, normalmente mediante la función de "vista en directo" del smartphone o las pantallas de visualización frontal del vehículo. Las investigaciones demuestran que la RA puede mejorar la orientación y la percepción del entorno por parte del conductor, pero las desventajas de los factores humanos (distracción, carga cognitiva, oclusión) son importantes para su uso en situaciones críticas de seguridad. [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]

Véase también : Pantalla de visualización frontal , Sistema de navegación automotriz , Sistema de orientación

Comercio

En 2021, iBite fue una de las primeras aplicaciones para iOS en integrar los frameworks ARKit y RealityKit Swift de Apple para realizar pedidos digitales interactivos mediante realidad aumentada. iBite permite a los usuarios visualizar modelos 3D de sus alimentos antes de realizar el pedido, y a los comerciantes subir sus propios archivos USDZ, que pueden generar utilizando el software de fotogrametría patentado de iBite.

En 2018, Apple anunció USDZ, un formato de archivo basado en Universal Scene Description de Pixar, que permite visualizar objetos 3D en realidad aumentada en iPhones y iPads con iOS 12. Apple ha creado una galería AR QuickLook que permite a los usuarios experimentar la realidad aumentada a través de sus propios dispositivos Apple. [ 88 ]

En 2018, Shopify , la empresa canadiense de comercio electrónico, anunció la integración de AR Quick Look. Sus comerciantes podrán subir modelos 3D de sus productos y sus usuarios podrán tocar los modelos dentro del navegador Safari en sus dispositivos iOS para verlos en sus entornos del mundo real. [ 89 ]

La tecnología de realidad aumentada (RA) es utilizada por minoristas de muebles como IKEA , Houzz y Wayfair . [ 90 ] [ 91 ] Estos minoristas ofrecen aplicaciones que permiten a los consumidores ver sus productos en su hogar antes de comprarlos. [ 90 ] [ 92 ]

En 2017, Ikea anunció la aplicación Ikea Place. Contiene un catálogo de más de 2000 productos, casi la colección completa de la empresa de sofás, sillones, mesas de centro y unidades de almacenamiento que se pueden colocar en cualquier lugar de una habitación con el teléfono. [ 93 ] La aplicación permitió tener modelos 3D y a escala real de los muebles en el espacio vital del cliente. IKEA se dio cuenta de que sus clientes ya no compraban en tiendas con tanta frecuencia ni realizaban compras directas. [ 94 ] [ 95 ] La adquisición de Primer por parte de Shopify, una aplicación de RA , tiene como objetivo impulsar a los pequeños y medianos vendedores hacia las compras interactivas con RA, con una integración de RA fácil de usar y una experiencia de usuario tanto para comerciantes como para consumidores. La RA ayuda a la industria minorista a reducir los costos operativos. Los comerciantes suben información de productos al sistema de RA y los consumidores pueden usar terminales móviles para buscar y generar mapas 3D. [ 96 ]

Cirugía

Una de las primeras aplicaciones de la realidad aumentada fue en la atención médica, particularmente para apoyar la planificación, práctica y entrenamiento de procedimientos quirúrgicos. Ya en 1992, mejorar el rendimiento humano durante la cirugía fue un objetivo formalmente declarado cuando se construyeron los primeros sistemas de realidad aumentada en los laboratorios de la Fuerza Aérea de los EE. UU. [ 1 ] La RA proporciona a los cirujanos datos de monitoreo del paciente al estilo de la pantalla de visualización frontal de un piloto de combate, y permite acceder y superponer registros de imágenes del paciente, incluidos videos funcionales. Los ejemplos incluyen una vista de rayos X virtual basada en tomografía previa o en imágenes en tiempo real de sondas de ultrasonido y microscopía confocal , [ 97 ] visualizar la posición de un tumor en el video de un endoscopio , [ 98 ] o riesgos de exposición a la radiación de dispositivos de imágenes de rayos X. [ 99 ] [ 100 ] La RA puede mejorar la visualización de un feto dentro del útero de una madre . [ 101 ] Siemens, Karl Storz e IRCAD han desarrollado un sistema para cirugía hepática laparoscópica que utiliza realidad aumentada para visualizar tumores y vasos subsuperficiales. [ 102 ]

Las superposiciones de guía y la fusión de imágenes facilitan la planificación y la visualización intraoperatoria en diversas especialidades; las revisiones señalan limitaciones de precisión/registro y problemas de integración del flujo de trabajo. [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]

HoloLens es capaz de mostrar imágenes para cirugía guiada por imágenes. [ 106 ] A medida que avanza la realidad aumentada, encuentra cada vez más aplicaciones en la atención médica. La realidad aumentada y utilidades informáticas similares se utilizan para capacitar a profesionales médicos. [ 107 ] [ 108 ] En la atención médica, la RA se puede utilizar para proporcionar orientación durante intervenciones diagnósticas y terapéuticas, por ejemplo, durante la cirugía. Magee et al., [ 109 ] por ejemplo, describen el uso de la realidad aumentada para la capacitación médica en la simulación de la colocación de agujas guiada por ultrasonido. Recientemente, la realidad aumentada comenzó a adoptarse en neurocirugía , un campo que requiere grandes cantidades de imágenes antes de los procedimientos. [ 110 ]

Las gafas inteligentes pueden incorporarse al quirófano para ayudar en los procedimientos quirúrgicos; posiblemente mostrando los datos del paciente de forma conveniente mientras se superponen guías visuales precisas para el cirujano. [ 111 ] [ 112 ] Se ha teorizado que los cascos de realidad aumentada como Microsoft HoloLens permiten compartir información de manera eficiente entre médicos, además de proporcionar una plataforma para una capacitación mejorada. [ 113 ] [ 112 ] Esto puede, en algunas situaciones (por ejemplo, un paciente infectado con una enfermedad contagiosa), mejorar la seguridad del médico y reducir el uso de EPI . [ 114 ] Si bien la realidad mixta tiene mucho potencial para mejorar la atención médica, también tiene algunos inconvenientes. [ 112 ] Es posible que la tecnología nunca se integre completamente en escenarios donde hay un paciente presente, ya que existen preocupaciones éticas en torno a que el médico no pueda ver al paciente. [ 112 ] La realidad mixta también es útil para la educación en salud. Por ejemplo, según un informe de 2022 del Foro Económico Mundial, el 85% de los estudiantes de primer año de medicina de la Universidad Case Western Reserve informaron que la realidad mixta para la enseñanza de la anatomía era "equivalente" o "mejor" que la clase presencial. [ 115 ]

Entrenamiento de vuelo

Basándose en décadas de investigación perceptivo-motora en psicología experimental, investigadores del Laboratorio de Investigación de Aviación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign utilizaron realidad aumentada en forma de una trayectoria de vuelo en el cielo para enseñar a estudiantes de vuelo cómo aterrizar un avión usando un simulador de vuelo. Un programa de realidad aumentada adaptativo en el que a los estudiantes se les mostraba la realidad aumentada solo cuando se desviaban de la trayectoria de vuelo demostró ser una intervención de entrenamiento más efectiva que un programa constante. [ 44 ] [ 116 ] Los estudiantes de vuelo que aprendieron a aterrizar en el simulador con la realidad aumentada adaptativa aprendieron a aterrizar una aeronave ligera más rápidamente que los estudiantes con la misma cantidad de entrenamiento de aterrizaje en el simulador pero con realidad aumentada constante o sin ninguna realidad aumentada. [ 44 ]

Militar

Fotografía de un sistema de realidad aumentada para el soldado ARC4.
Sistema de realidad aumentada para el soldado ARC4 (Ejército de EE. UU., 2017)

El primer sistema de realidad aumentada que integró entrada háptica 3D fue la plataforma Virtual Fixtures , desarrollada en 1992 por Louis Rosenberg en los Laboratorios Armstrong de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . [ 117 ] Permitió a los usuarios humanos controlar robots en entornos del mundo real mediante un controlador háptico. Estudios publicados demostraron que, al introducir objetos virtuales en el mundo real, los operadores humanos podían lograr aumentos significativos en el rendimiento. [ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]

Una interesante aplicación temprana de la realidad aumentada se produjo cuando Rockwell International creó superposiciones de mapas de vídeo de las trayectorias de satélites y desechos orbitales para ayudar en las observaciones espaciales en el Sistema Óptico Maui de la Fuerza Aérea. En su artículo de 1993, "Correlación de desechos mediante el sistema Rockwell WorldView", los autores describen el uso de superposiciones de mapas aplicadas a vídeos de telescopios de vigilancia espacial. Las superposiciones de mapas indicaban las trayectorias de varios objetos en coordenadas geográficas. Esto permitió a los operadores de telescopios identificar satélites, así como identificar y catalogar desechos espaciales potencialmente peligrosos. [ 58 ]

A partir de 2003, el Ejército de los EE. UU. integró el sistema de realidad aumentada SmartCam3D en el sistema aéreo no tripulado Shadow para ayudar a los operadores de sensores que utilizaban cámaras telescópicas a localizar personas o puntos de interés. El sistema combinaba información geográfica fija, como nombres de calles, puntos de interés, aeropuertos y vías férreas, con vídeo en directo del sistema de cámaras. Ofrecía un modo de "imagen dentro de imagen" que permitía mostrar una vista sintética del área que rodeaba el campo de visión de la cámara. Esto ayudaba a solucionar el problema de un campo de visión tan estrecho que excluía información importante, como si se mirara a través de una pajita. El sistema mostraba marcadores de ubicación de amigos, enemigos y neutrales en tiempo real, combinados con el vídeo en directo, lo que proporcionaba al operador una mayor conciencia situacional.

La realidad del combate se puede simular y representar utilizando datos complejos y superpuestos, así como ayudas visuales, la mayoría de las cuales son pantallas montadas en la cabeza (HMD), que abarcan cualquier tecnología de visualización que se pueda llevar en la cabeza del usuario. [ 120 ] Las soluciones de entrenamiento militar a menudo se basan en tecnologías comerciales estándar (COTS), como la plataforma de entorno sintético de Improbable , Virtual Battlespace 3 y VirTra, siendo estas dos últimas plataformas utilizadas por el Ejército de los Estados Unidos . A partir de 2018VirTra está siendo utilizado tanto por fuerzas del orden civiles como militares para entrenar al personal en una variedad de escenarios, incluyendo tiroteos activos, violencia doméstica y controles de tráfico militar. [ 121 ] [ 122 ] 

En 2017, el Ejército de los EE. UU. estaba desarrollando el Entorno de Entrenamiento Sintético (STE), un conjunto de tecnologías para fines de entrenamiento que se esperaba que incluyera realidad mixta. A partir de 2018STE aún estaba en desarrollo sin una fecha de finalización prevista. Algunos de los objetivos registrados de STE incluían mejorar el realismo, aumentar las capacidades de entrenamiento de simulación y la disponibilidad de STE para otros sistemas. [ 123 ]

Se afirmó que los entornos de realidad mixta como STE podrían reducir los costos de entrenamiento, [ 124 ] [ 125 ] como la reducción de la cantidad de munición gastada durante el entrenamiento. [ 126 ] En 2018, se informó que STE incluiría la representación de cualquier parte del terreno del mundo para fines de entrenamiento. [ 127 ] STE ofrecería una variedad de oportunidades de entrenamiento para escuadrones, brigadas y equipos de combate, incluidos los equipos Stryker , de armería e infantería. [ 128 ]

Investigadores del Laboratorio de Investigación de la USAF (Calhoun, Draper et al.) descubrieron que esta tecnología duplica aproximadamente la velocidad con la que los operadores de sensores de UAV localizan puntos de interés. [ 129 ] Esta capacidad de mantener el conocimiento geográfico mejora cuantitativamente la eficiencia de la misión. El sistema se utiliza en los sistemas aéreos no tripulados RQ-7 Shadow y MQ-1C Gray Eagle del Ejército de los EE. UU.

En combate, la RA puede servir como un sistema de comunicación en red que muestra datos útiles del campo de batalla en las gafas de un soldado en tiempo real. Desde el punto de vista del soldado, las personas y diversos objetos pueden marcarse con indicadores especiales para advertir sobre peligros potenciales. También se pueden generar mapas virtuales e imágenes de cámaras de visión de 360° para ayudar a un soldado en su navegación y perspectiva del campo de batalla, y esto puede transmitirse a los líderes militares en un centro de mando remoto. [ 130 ] La combinación de visualización de cámaras de visión de 360° y RA puede utilizarse a bordo de vehículos de combate y tanques como sistema de revisión circular .

La RA puede ser una herramienta eficaz para mapear virtualmente las topologías 3D de los depósitos de municiones en el terreno, con la elección de la combinación de municiones en pilas y las distancias entre ellas, con una visualización de las zonas de riesgo. [ 131 ] El alcance de las aplicaciones de RA también incluye la visualización de datos de sensores de monitoreo de municiones integrados. [ 131 ]

Ilustración de una superposición de mapa de vídeo LandForm que marca pistas de aterrizaje, carreteras y edificios.
Superposición de mapa de vídeo LandForm que marca pistas de aterrizaje, carreteras y edificios durante una prueba de vuelo de helicóptero en 1999.

El X-38 de la NASA voló utilizando un sistema híbrido de visión sintética que superponía datos cartográficos al vídeo para mejorar la navegación de la nave espacial durante las pruebas de vuelo entre 1998 y 2002. Empleaba el software LandForm, que resultaba útil en momentos de visibilidad limitada, como cuando la ventana de la cámara de vídeo se empañó, obligando a los astronautas a depender de las superposiciones cartográficas. [ 132 ] El software LandForm también se probó en el Campo de Pruebas de Yuma del Ejército en 1999. En la foto de la derecha se pueden ver los marcadores cartográficos que indican pistas de aterrizaje, torre de control de tráfico aéreo, calles de rodaje y hangares superpuestos al vídeo. [ 133 ]

Entornos industriales

En entornos industriales, la realidad aumentada está demostrando tener un impacto sustancial con casos de uso que surgen en todos los aspectos del ciclo de vida del producto, desde el diseño del producto y la introducción de nuevos productos (NPI) hasta la fabricación, el servicio y el mantenimiento, pasando por la manipulación y distribución de materiales. Por ejemplo, se mostraron etiquetas en partes de un sistema para aclarar las instrucciones de operación para un mecánico que realizaba el mantenimiento del sistema. [ 134 ] [ 135 ] Las líneas de ensamblaje se beneficiaron del uso de la RA. Además de Boeing, BMW y Volkswagen fueron conocidos por incorporar esta tecnología en las líneas de ensamblaje para monitorear las mejoras de los procesos. [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] Las máquinas grandes son difíciles de mantener debido a sus múltiples capas o estructuras. La RA permite a las personas mirar a través de la máquina como con una radiografía, señalando el problema de inmediato. [ 139 ]

Maqueta funcional

La realidad aumentada se puede utilizar para construir maquetas que combinan elementos físicos y digitales. Mediante la localización y mapeo simultáneos (SLAM), las maquetas pueden interactuar con el mundo físico para obtener el control de experiencias sensoriales más realistas [ 140 ] , como la permanencia del objeto , que normalmente sería inviable o extremadamente difícil de rastrear y analizar sin el uso de ayudas tanto digitales como físicas. [ 141 ]

Traducción

Las aplicaciones de RA, como Word Lens, pueden interpretar el texto en idiomas extranjeros de letreros y menús y, en la vista aumentada del usuario, mostrarlo en su idioma. Las palabras habladas en un idioma extranjero pueden traducirse y mostrarse como subtítulos impresos. [ 142 ] [ 143 ] [ 144 ]

Operación de robots con intervención humana

Los recientes avances en tecnologías de realidad mixta han renovado el interés en modos alternativos de comunicación para la interacción humano-robot. [ 145 ] Los operadores humanos que usan auriculares de realidad aumentada como HoloLens pueden interactuar con (controlar y monitorear) por ejemplo, robots y máquinas elevadoras [ 146 ] en el sitio en un entorno de fábrica digital. Este caso de uso generalmente requiere comunicación de datos en tiempo real entre una interfaz de realidad mixta con la máquina/proceso/sistema, lo que podría habilitarse mediante la incorporación de tecnología de gemelos digitales. [ 146 ]

Bloqueo de anuncios en la vida real

Más de uno de cada tres usuarios avanzados de Internet encuestados desearía eliminar elementos perturbadores de su entorno, como basura o grafitis. [ 147 ] Incluso les gustaría modificar su entorno borrando señales de tráfico, anuncios publicitarios y escaparates poco atractivos. Los consumidores desean usar gafas de realidad aumentada para transformar su entorno en algo que refleje sus propias opiniones. Alrededor de dos de cada cinco desean cambiar el aspecto de su entorno e incluso cómo perciben a las personas.

Aplicaciones

Los usuarios de Snapchat tienen acceso a funciones de realidad aumentada. En septiembre de 2017, Snapchat anunció una función llamada "Filtros de Cielo" que estaría disponible en su aplicación. Esta nueva función utiliza la realidad aumentada para alterar el aspecto de una foto del cielo, de forma similar a como los usuarios pueden aplicar los filtros de la aplicación a otras fotos. Los usuarios pueden elegir entre filtros de cielo como noche estrellada, nubes de tormenta, hermosos atardeceres y arcoíris. [ 148 ]

Google lanzó una función de realidad aumentada para Google Maps en los teléfonos Pixel que identifica la ubicación de los usuarios y coloca señales y flechas en la pantalla del dispositivo para mostrarles las indicaciones de navegación. [ 149 ]

Preocupaciones

accidentes

En un artículo titulado "Muerte por Pokémon GO" , investigadores de la Escuela de Administración Krannert de la Universidad de Purdue afirman que el juego causó "un aumento desproporcionado en accidentes vehiculares y daños vehiculares asociados, lesiones personales y muertes en las cercanías de lugares, llamados Poképaradas, donde los usuarios pueden jugar mientras conducen". [ 150 ] Utilizando datos de un municipio, el artículo extrapola lo que eso podría significar a nivel nacional y concluye que "el aumento en accidentes atribuible a la introducción de Pokémon GO es de 145 632 con un aumento asociado en el número de lesiones de 29 370 y un aumento asociado en el número de muertes de 256 durante el período del 6 de julio de 2016 al 30 de noviembre de 2016". Los autores extrapolaron el costo de esos accidentes y muertes entre $2 000 millones y $7 300 millones para el mismo período.

preocupaciones sobre la privacidad

Los dispositivos de realidad aumentada que utilizan cámaras para el seguimiento 3D o la transmisión de vídeo dependen de la capacidad del dispositivo para grabar y analizar el entorno en tiempo real. Por ello, existen posibles problemas legales relacionados con la privacidad.

Según estudios recientes, a los usuarios les preocupa especialmente que las gafas inteligentes de realidad aumentada puedan comprometer la privacidad de los demás, lo que podría provocar que sus compañeros se sientan incómodos o menos abiertos durante las interacciones. [ 151 ]

Investigadores destacados

  • Ronald Azuma es científico y autor de obras sobre realidad aumentada.
  • Steve Mann formuló un concepto anterior de realidad mediada en las décadas de 1970 y 1980, utilizando cámaras, procesadores y sistemas de visualización para modificar la realidad visual y ayudar a las personas a ver mejor (gestión del rango dinámico), construyendo cascos de soldadura computarizados, así como sistemas de visión de "realidad aumentada mediada" para su uso en la vida cotidiana. También es asesor de Meta . [ 152 ]
  • Dieter Schmalstieg y Daniel Wagner desarrollaron un sistema de seguimiento de marcadores para teléfonos móviles y PDA en 2009. [ 153 ]
  • Ivan Sutherland inventó el primer sistema de realidad aumentada, a menudo llamado La Espada de Damocles , en la Universidad de Harvard .

Véase también

Referencias

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