Superare le barriere: come la robotica VR sta costruendo il futuro della collaborazione professionale senza soluzione di continuità

realtà virtuale (VR) l'industria sta crescendo a un ritmo veloce, con quasi uno su cinque I consumatori statunitensi utilizzano la realtà virtuale nel 2020. Ma mentre attualmente i settori dei giochi e dell’intrattenimento sono i principali motori della crescita della realtà virtuale in tutto il mondo, questa tecnologia immersiva si sta facendo strada anche in altre sfere della vita.

I ricercatori della Brown University e della Cornell University stanno lavorando per espandere l’uso della realtà virtuale in contesti professionali. Si tratta di un robot di telepresenza che risponde automaticamente e in tempo reale ai movimenti e ai gesti compiuti da un utente remoto nella realtà virtuale.

Per questo, il gruppo di ricerca ha sviluppato il sistema robotico chiamato VRoxy, un proxy robotico senza controller e controllato da VR che ha il potenziale per creare una collaborazione pratica tra persone che lavorano in remoto in un piccolo spazio, come un ufficio con compagni di squadra che lavorano in un spazio molto più ampio.

"Il grande vantaggio della realtà virtuale è che possiamo sfruttare tutti i tipi di tecniche di locomozione che le persone utilizzano nei giochi di realtà virtuale, come spostarsi istantaneamente da una posizione all'altra."

– Mose Sakashita, Ph.D. studente di scienze dell'informazione alla Cornell.

Ha aggiunto:

"Questa funzionalità consente agli utenti remoti di occupare fisicamente una quantità di spazio molto limitata ma di collaborare con i compagni di squadra in un ambiente remoto molto più ampio."

Quindi, il team ha creato VRoxy, costruito a partire da un robot simile della Cornell chiamato ReMotion, che occupa lo spazio fisico per conto di un utente remoto e rispecchia automaticamente i movimenti dell'utente in tempo reale prima di trasmettere un linguaggio del corpo cruciale che altrimenti andrebbe perso negli ambienti virtuali standard. La funzionalità di ReMotion era limitata a scenari in cui entrambi gli utenti, quello locale e quello remoto, avevano configurazioni hardware identiche e spazi di lavoro di dimensioni comparabili. Tuttavia, VRoxy ha superato questa limitazione.

Ciò che fa il programma software VRoxy è che consente a un utente in una posizione remota di indossare un visore VR ed essere virtualmente trasportato in uno spazio, che potrebbe essere un ufficio, un laboratorio o qualsiasi altro ambiente in cui i suoi colleghi lavorano fisicamente. Nella posizione fisica, l'utente remoto viene quindi rappresentato tramite un robot, che gli consente di muoversi in quell'ambiente utilizzando movimenti naturali, come camminare. Oltre a ciò, l'utente remoto può collaborare con i colleghi attraverso gesti come indicare oggetti, animazioni della testa come annuire e persino espressioni facciali tramite il proxy del robot.

Anche se attualmente nelle sue fasi iniziali, i ricercatori affermano che il software ha già il potenziale per affrontare alcune delle sfide più grandi affrontate quando si utilizzano proxy robot e realtà aumentata (AR) software per la collaborazione remota.

VRoxy: rivoluzionare la collaborazione remota 

La carta "VRoxy: collaborazione su vasta area da un ufficio utilizzando un proxy robotico basato su VR" è stato presentato quest'anno al simposio sul software e sulla tecnologia dell'interfaccia utente (UIST) dell'Association for Computing Machinery (ACM), tenutosi dal 29 ottobre al 1° novembre a San Francisco. Il documento di ricerca dimostra come VRoxy possa consentire la mappatura di più posizioni fisiche in uno spazio virtuale unificato. 

La realtà virtuale offre l'opportunità di creare interfacce intuitive immergendo gli utenti in un ambiente 3D in cui possono visualizzare e interagire con i robot in ambienti condivisi o remoti, consentendo un'interazione più semplice. È stato dimostrato che le interfacce VR aiutano a ridurre i tempi di completamento delle attività, aumentano le prestazioni dell'operatore e sono generalmente preferite rispetto alle interfacce tradizionali. Ma mentre è stata svolta una notevole quantità di lavoro fondamentale sulle interfacce dei robot VR, c’è ancora molto sviluppo richiesto nella creazione di interfacce di teleoperazione VR.

"Al momento, i robot controllati dal movimento per la collaborazione richiedono che il luogo fisico abbia la stessa quantità di spazio dell'ambiente remoto, ma spesso non è così", con alcune persone che si trovano negli uffici domestici, nelle aule o nello spazio di lavoro mentre altre nelle cucine o salotti, ha detto Brandon Woodard, un Ph.D. studente alla Brown University che è anche ricercatore laureato per il Visual Computing Group e prima ancora internato per Nvidia, MIT Lincoln Laboratory, Jet Propulsion Laboratory della NASA e Intel. Ha inoltre sottolineato che le stanze hanno dimensioni diverse, cosa facilmente visibile anche quando si incontrano persone su Zoom, il programma software di videotelefonia.

Secondo lo studio, una recente ricerca sui proxy robotici ha dimostrato che è possibile riprodurre automaticamente molti segnali non verbali importanti nella collaborazione co-localizzata, ma spesso richiedono una configurazione hardware simmetrica in ciascuna posizione. Per risolvere questo problema, il team ha introdotto VRoxy, un sistema progettato per consentire l’accesso a spazi remoti tramite un robot, utilizzando un visore VR in uno spazio molto più piccolo, come un ufficio personale. In questo caso, i ricercatori hanno affermato che la reattività automatica in tempo reale del software è fondamentale sia per i compagni di squadra remoti che locali.

VRoxy mappa qualsiasi piccolo movimento effettuato dall'utente remoto nello spazio VR sui movimenti più ampi del robot nello spazio fisico, consentendo all'utente di navigare facilmente in ampi spazi fisici. In questo modo, attraverso VRoxy, un utente VR può navigare rapidamente in un rendering a bassa fedeltà dello spazio remoto. 

Quando indossa un visore VR, un utente VRoxy ha accesso a due modalità di visualizzazione. Una è la modalità live, che mostra un'immagine immersiva dello spazio collaborativo in tempo reale per le interazioni con i collaboratori locali. L'altra è una modalità di navigazione che mostra i percorsi renderizzati della stanza, consentendo una mobilità più rapida e agevole per gli utenti remoti di "teletrasportarsi" dove vorrebbero andare limitando la chinetosi, hanno detto i ricercatori. 

Inoltre, essendo il sistema automatico, i compagni di squadra possono semplicemente concentrarsi sulla collaborazione invece di guidare manualmente il robot, che utilizza il feed di una telecamera a 360° per supportare le interazioni in tempo reale. 

Il sistema facilita inoltre le modalità di interazione rendendo la micromobilità attorno agli spazi condivisi sul proxy. Queste molteplici modalità di segnali non verbali, come la rotazione della testa, le espressioni facciali, i gesti di puntamento e lo sguardo fisso, sono state catturate dall'utente VR tramite Quest Pro, che viene poi rappresentato tramite un robot di telepresenza nella posizione remota. 

Con VRoxy, un collaboratore può navigare e collaborare all'interno di un vasto ambiente remoto da uno spazio fisico più piccolo, nonché passare istantaneamente tra spazi di lavoro separati fisicamente separati, afferma la ricerca. Ciò dimostra che VRoxy può adattarsi a proxy robotici sia fissi che mobili utilizzando un visore di livello consumer.

Nel lavoro futuro, Sakashita, l'autore principale dell'articolo, mira a potenziare VRoxy con bracci robotici per consentire agli utenti remoti di interagire con oggetti fisici nello spazio live tramite il proxy del robot. Inoltre, prevede che VRoxy esegua la propria mappatura di uno spazio, simile all'aspirapolvere Roomba, che utilizza diversi tipi di sensori per navigare e adattarsi al suo ambiente. Attualmente, VRoxy si basa su indicatori sul soffitto per spostarsi in una stanza, ma il supporto per la mappatura in tempo reale potrebbe consentirne l'implementazione in una classe, ha affermato Sakashita.

Hyunju Kim e Ruidong Zhang, entrambi dottorandi nel campo della scienza dell'informazione, insieme a François Guimbretière, professore di scienza dell'informazione alla Cornell Bowers CIS e Woodard, sono coautori del documento di ricerca, sostenuto dalla Fondazione Nakajima e dal Fondazione nazionale per la scienza.

La sinergia scatenata: collaborazione tra realtà virtuale e robotica

Il concetto di realtà virtuale esiste ormai da molto tempo, dagli anni ’1960. Tuttavia, il suo utilizzo in il campo della robotica è stato piuttosto limitato. Questo nonostante esista una grande sinergia tra VR e robotica. 

La realtà virtuale può essere utilizzata nella robotica per fornire teleoperazioni robotiche immersive e per condurre studi sull’interazione e sulla collaborazione uomo-robot, mentre i robot aiutano a fornire esperienze VR più coinvolgenti fornendo feedback tattile agli utenti.

La mancanza di integrazione della realtà virtuale nel campo della robotica è stata in gran parte causata dall’assenza di disponibilità e accessibilità economica dei dispositivi di realtà virtuale commerciali, che hanno visto notevoli progressi negli ultimi dieci anni. E con ciò, c’è stato un aumento nella combinazione della potenza della realtà virtuale e della robotica per l’interazione e la collaborazione uomo-robot.

Con un crescente interesse per una maggiore automazione con sistemi riconfigurabili che possono essere adattati in base alle mutevoli esigenze, stiamo assistendo a un crescente utilizzo della realtà virtuale nella robotica per rendere più efficace la comunicazione tra uomo e macchina.

Queste due tecnologie sono attualmente utilizzate in molteplici applicazioni per aumentare le prestazioni dei robot consentendo al contempo a un essere umano di avere il controllo. Ad esempio, nella robotica medica, la formazione in realtà virtuale offre a medici e chirurghi la possibilità di allenarsi in una situazione quasi reale senza dover avere a che fare con pazienti reali. La realtà virtuale può anche essere utilizzata per addestrare i soldati a gestire droni e robot di livello militare senza il rischio che attrezzature costose e insostituibili vengano danneggiate. La ricerca sulla realtà virtuale e sulla robotica viene ulteriormente utilizzata per ottimizzare l’esplorazione dello spazio in contesti complicati. 

Sfruttando la realtà virtuale e la robotica, VRoxy può anche apportare progressi significativi nella collaborazione remota e negli ambienti professionali. Consentendo agli utenti presenti in luoghi fisici diversi di collaborare senza problemi in spazi condivisi, questo software può rivelarsi davvero prezioso per i team remoti che lavorano su progetti che richiedono stretto coordinamento e comunicazione.

La realtà virtuale e la robotica sono tecnologie utili per la formazione da sole, ma la loro combinazione consente all’istruzione in tutti i tipi di campi di diventare più intuitiva e coinvolgente. Aiutano persino ad addestrare robot più intelligenti. 

Oltre ad essere utilizzato per scopi di formazione e fornire assistenza e supporto remoto, VRoxy può trovare il suo caso d'uso anche in situazioni in cui lo spazio fisico è limitato, così come nell'istruzione a distanza, fornendo agli studenti esperienze coinvolgenti in ambienti fisici. Può anche facilitare le visite virtuali in loco, consentendo alle parti interessate di esplorare gli spazi fisici da remoto e prendere decisioni informate.

Aziende che sfruttano la potenza della realtà virtuale e della robotica 

Considerato il potenziale della combinazione VR e robotica, diverse aziende stanno ricercando e lavorando per sfruttare queste tecnologie, quindi diamo un'occhiata ad alcune delle più importanti:

1. Intelligenza Cambriana

Si concentra sullo sviluppo e sull'applicazione di algoritmi di intelligenza artificiale. Intelligenza Cambriana sta costruendo interfacce di teleoperazione per controllare in modo intuitivo i robot a distanza con movimenti della mano e del braccio utilizzando tecnologie di gioco come realtà virtuale, tracciamento e aptica.

Al 21 settembre 2023, Cambrian Intelligence ha raccolto complessivamente un totale di $ 3,793,919 in vari round di finanziamento, tra cui un round significativo sconosciuto, un investimento pre-seed, una sovvenzione da parte dell'EASME - Agenzia esecutiva dell'UE per le PMI e un importo non divulgato da ff Venture Capital.

2. Intel 

Uno dei maggiori produttori di chip semiconduttori al mondo, Intel è l'attore chiave nello sviluppo di tecnologie legate alla robotica e alla realtà virtuale, fornendo tecnologie per entrambi i campi. All'inizio di quest'anno, Intel ha introdotto MiDaS 3.1 per la visione artificiale come soluzione alla sfida della stima della profondità nella creazione di un'ampia gamma di applicazioni in robotica, AR e VR.

Intel Corporation (INTC -2.65%)

Attualmente, le azioni di Intel (INTC) vengono scambiate a 38.73 dollari, in crescita del 46.69% ​​quest'anno, e la società paga un rendimento da dividendi dell'1.29%. Per il terzo trimestre del 3, ha registrato un fatturato di 23 miliardi di dollari, in calo dell'14.2% su base annua (YoY) e un utile per azione (EPS) di 8 dollari. 

“Abbiamo realizzato un terzo trimestre straordinario, sottolineato da progressi a tutti i livelli nelle nostre roadmap di processi e prodotti, da accordi con nuovi clienti della fonderia e dallo slancio nel portare l’intelligenza artificiale ovunque”, ha affermato Pat Gelsinger, CEO di Intel. 

3. Vicario chirurgico

Questa azienda è guidata da un team di tecnici e medici per applicare le ultime innovazioni nel campo della robotica e della realtà virtuale alle procedure chirurgiche. Per fornire ai pazienti risultati migliori e meno rischi o invasività durante le procedure addominali, Vicario chirurgico si avvale di un carrello paziente dotato di due bracci robotici con visibilità abilitata alla telecamera e mobilità eccezionale insieme alla console del chirurgo per guidare il robot, controllabile tramite uno schermo 3D, un visore VR e il software proprietario. 

Studio Chirurgico Vicarious Inc. (ROBOT + 2.78%)

Per il secondo trimestre del 2023, Vicarious Surgical ha registrato 82.8 milioni di dollari in liquidità, mezzi equivalenti e investimenti a breve termine. Durante questo periodo, l’azienda ha ricevuto chiarezza sul percorso clinico e normativo con l’aspettativa di completare la prima procedura di ernia ventrale in un paziente a metà del 2024. Ha inoltre firmato un quarto importante accordo sul sistema ospedaliero statunitense, portando il totale dei partner ospedalieri a oltre 250. Nel frattempo, le azioni di Vicarious Surgical (RBOT) sono attualmente scambiate a 0.4263 dollari, con un P/E (TTM) di -0.68 e un EPS (TTM) di -0.63.

Riflessioni conclusive

Nonostante sia una tecnologia relativamente nascente, l’adozione della realtà virtuale è stata diffusa tra aziende, organizzazioni e persino governi poiché il suo potenziale diventa più chiaro con ogni nuovo sviluppo. La realtà virtuale non sta guadagnando molta popolarità solo nei settori dei giochi, dello sport, della sanità, dell’istruzione, del settore immobiliare, della produzione, del marketing, dell’automotive e della difesa, ma sta anche cambiando radicalmente il settore della robotica. 

La combinazione di realtà virtuale e robotica ha il potenziale per salvare vite umane e ampliare i confini dell’esplorazione. Sebbene sia ancora in fase di sviluppo, con fattori come finanziamenti, sfide tecnologiche e considerazioni normative che influenzano questa crescita, vediamo costantemente scienziati e ingegneri che fanno scoperte rivoluzionarie in queste tecnologie.

Dato il progresso nella realtà virtuale e nella robotica, possiamo aspettarci di vedere l’applicazione di sistemi come VRoxy in settori specifici entro i prossimi 5-10 anni, con un’adozione più ampia che richiederà più tempo man mano che la tecnologia matura e diventa più accessibile.

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