NVIDIA 的 Magic3D 代表了 AI 驱动的 3D 建模的重大飞跃。这款创新工具可以根据文本描述生成 3D 模型,大大减少了创建复杂 3D 资产所需的时间和专业知识。这些 AI 工具对 3D 资产创建过程的影响是深远的。传统上,创建高质量的 3D 模型需要在专门的软件上进行大量培训,对于复杂的资产可能需要几天甚至几周的时间。借助 AI 驱动的工具,这个过程可以缩短到几小时甚至几分钟。这种效率不仅节省了时间;它为虚拟世界设计的快速原型设计和迭代开辟了新的可能性。
就本文讨论的制造业数字孪生而言,这一概念直到 2005 年才出现在文献中 1 。本文甚至提到了物联网领域,将其称为“增强物理对象网络”。Grieves 在 2016 年讨论了数字孪生的起源 2 。作者声称,他们对“PLM 的概念理想”的表述本质上是原始的数字孪生概念,只是没有名称。他将其称为“镜像空间模型”,直到 2011 年才将其称为“数字孪生”。但是,其他类似术语也可以使用“不同名称”的说法。(例如,信息物理系统)。
数字娱乐行业随着移动游戏的增长,在2000年代中期左右看到了其最新的大转变。智能手机启用了一个全新的生态系统,其中出现了新颖的设计并开发了新的技术解决方案。手机游戏打破了该领域的许多先前假设,包括玩家的典型效果以及游戏硬件的外观。在不到10年的时间里,手机游戏领域的收入超过了PC和控制台[1]。尽管智能手机并未被设计为主要游戏设备,但它们的广泛可用性,新的互动方法和泛滥连通性也未开发的新领域进行研究。现在,我们正在目睹类似的转变,第二代负担得起和高质量的虚拟现实(VR)耳机到达市场。消费者硬件从基于智能手机的简单VR迅速演变为具有六个自由跟踪的独立头部。应用程序也从纯粹的电影体验到高度交互式和快节奏的游戏相应地构成了相应的范围。新应用程序推动了讲故事和戏剧表演的界限。由于其更复杂的要求,增强现实设备尚未达到同一观点,尽管它们在未来几年内可能会效仿。从现在起,身临其境的娱乐活长将看起来像10 - 15年?如果移动游戏的轨迹可以使用,则可以肯定地假设系统将变得更便宜,更好,无处不在。显示,光学和处理能力将改善传感器和网络。我们还可能会遇到真正的混合现实设备,该设备将能够在VR,AR或混合模式下运行。提高质量和外形将使人们一次使用这些设备一次。社会经历将是司空见惯的,无论是身体上的同一地位还是与世界其他其他用户一起。
开发能够增加日常治疗强度和时间以及提高患者积极性和兴趣的康复技术是科学研究的重点领域。到目前为止,将康复和临床方案与机器人、辅助设备、神经假体、脑机接口甚至智能手机或平板电脑应用程序等不同技术相结合已经取得了积极的成果[1]。最近,来自神经科学、心理学、医学、神经康复和运动康复的越来越多的科学证据表明,虚拟现实 (VR) 可能是康复不同疾病的最佳解决方案。事实上,由于其技术特性(即高生态效度、与其他医疗设备的智能接口、真实生活体验的 3D 模拟、用户与虚拟环境之间的自然交互)及其对人类感知和行为的强大影响,VR 为实现下一代认知/运动治疗和临床应用开辟了道路[2]。然而,尽管人们在这一主题上做出了许多努力,但对 VR 在康复和临床应用中的功效的清晰理解仍然遥遥无期。主要问题之一源于文献中术语的不当使用,其中“VR”一词通常用于描述不完全满足 VR 规范的技术(即,仅仅显示在显示器上的严肃游戏或视频游戏)。因此,更好地澄清术语以区分 VR 技术的两个方面,即沉浸式和非沉浸式 VR 非常重要。根据 Slater [3] 的说法,沉浸感由连接到系统的用户感觉和运动通道的数量和范围决定,并通过在整个系统中组合不同的技术来生成,该系统能够根据用户的头部和身体的运动实时传递变化的视觉信息,就像他/她处于等效的物理环境中一样 [3、4]。因此,在非沉浸式 VR 系统中,虚拟环境显示在标准计算机显示器上,交互仅限于使用鼠标、操纵杆或遥控器,而在沉浸式 VR 系统中(通常由新一代头戴式显示器或 Cave 自动虚拟环境系统 (CAVE) 构成),用户“被 3D 计算机生成的图像所包围”,可以使用自己的身体与虚拟环境进行自然的感觉运动交互。重要的是,证据表明,沉浸式 VR 能够引起临场感,即在虚拟环境中产生强烈的“身临其境”的感觉 [ 4 ],这种感觉让人能够以逼真的方式对虚拟刺激做出反应,并引发生理反应,就好像主体身处真实地点一样 [ 4 – 6 ]。先前的研究结果表明,存在感是虚拟环境中引发真实情绪的必要介质 [ 5 ],可以激活感觉运动整合的大脑机制和调节集中注意力的大脑网络 [ 7 ]。此外,研究表明,与沉浸感较低的 2D 虚拟现实相比,完全沉浸式虚拟现实更能引发存在感,而且重要的是,存在感可以影响虚拟治疗的有效性 [ 8 ],
人们对 VR/AR 技术的兴趣日益浓厚,源于它们新颖的交互、模拟和抽象元素表示,为学习提供了新的可能性。人们认为,这些沉浸式特性可以增强内在动机,并在学习活动中调动认知资源 [67]。媒体学习的认知情感理论 (CATLM) 表明,沉浸式技术提供的高度感官丰富性和互动性可以培养内在动机,同时减少学习所需的脑力劳动 [28, 54]。此外,沉浸式学习的认知情感模型 (CAMIL) 认为,这些技术的高度沉浸感所产生的临场感和能动性可以促进内在动机,但也可能导致更高的外部认知负荷,因为信息的丰富性和复杂性 [50]。根据这些模型,VR/AR 技术被认为对学习者更有吸引力,因为它们能够创造沉浸式体验,吸引注意力并提高学习成果。沉浸式环境允许学习者通过交互式模拟和表现积极地参与内容,从而获得最佳和可持续的心流体验[73]。
DLI 项目 为了解更多有前景的和其他基于证据的 DLI 实践和项目,美国教育部(以下简称“教育部”)收集了来自 WestEd 和第 2、6、14 和 15 区综合中心以及五个 SEA(加利福尼亚州、纽约州、北卡罗来纳州、德克萨斯州和犹他州)的信息。之所以选择这些州,是因为它们的 DLI 项目数量最多,每个州都有 200 多个 DLI 项目。12 DLI 项目首先从文献扫描开始,用于创建一系列考虑因素和指导问题,以确定可以实现高质量和包容性的 DLI 项目的政策、流程、项目和实践。13 每个 SEA 都围绕关键问题和考虑因素,确定了要访问的“亮点”——拥有高质量研究型项目、学生出勤率高和家长参与度高的公立学校。在选择 DLI 亮点时,SEA 被鼓励考虑人员配备、专业发展、项目愿景和目标、课程和评估、教学技术、学生构成、增加 EL 访问权限的过程、项目实施政策、SEA 和 LEA 级别政策以及学生成果。
两小时的会议以参与者进入一个黑匣子般的工作室开始,工作室中有四组创作者设置了四个工作站,工作站配有笔记本电脑和屏幕,这些创作者在自己的项目中使用了人工智能和沉浸式技术,从世界构建和讲故事到生成视觉效果作为规划工具。其中,设计师兼活动家 Magda Mojsiejuk 以“Pecha-kucha”风格开始,解释了与人工智能相关的词汇,如算法、大型语言模型、深度学习、自然语言处理、机器学习等。人工智能作为一种强大的技术,可以应用于我们生活和社会的各个方面。在本次会议上,重点是生成式人工智能,可以简单地描述为“创建文本、图像或音乐等的人工智能”。通过这个简短的介绍,观众了解了一些关于人工智能的基本概念和事实,例如这些人工智能模型是如何在数据集上进行训练的,例如“chatGPT”表示聊天生成预训练变压器。 Magda 也提到,人工智能近来取得的突破性进展,是受到人类大脑的启发。研究人员制造出类似大脑的人工神经元和神经网络,以提升人工智能的学习能力。从这个意义上讲,机器就像人类一样在学习。与此同时,谷歌的另一款人工智能 Gemini 帮助 Magda 整理了词汇表。现场有三分之一的听众举手表示,自己对这些技术术语不够熟悉。许多与会者认为,这个简短的介绍很有启发性,对本环节的后续讨论很有帮助。Magda 邀请听众在演讲结束后到她的站点,亲身体验使用另一款生成式人工智能“Midjourney”生成图片,然后只需非常简单的设备,就可以生成有形的宝丽来照片。
什么是XR?扩展现实(XR)是指使用沉浸式技术,这些技术扩展了现实并在某种程度上合并了物理和虚拟世界。XR用作包含虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的雨伞术语。什么是VR?虚拟现实(VR)是一种计算机产生的现实幻觉,通过使用专用硬件并吸引视觉,音频甚至有时触觉感官,将用户浸入模拟环境中。通常可以由用户探索并与之交互。模拟环境可以基于真实环境的录像,完全计算机生成的图像或两者的组合。硬件通常包括带有或没有集成的声音/耳机,手持式控制器的头部安装显示器,有时可能需要使用笔记本电脑,平板电脑或其他智能设备。什么是AR?增强现实(AR)是现实世界环境的增强,交互式版本。它使我们能够在我们面前看到现实生活中的环境,但是通过全息技术通过数字视觉元素,声音和其他感觉刺激增强了现实环境。AR使用这些数字增强功能,实时交互以及对虚拟和真实对象的准确3D标识来改变用户体验。硬件可以像Microsoft Hololens这样的智能手机或专业AR眼镜一样简单。
联邦民用机构使用沉浸式技术来培训工人,改善代理程序,与公众互动并执行其任务等。回应GAO的调查,在23个平民机构中,有17个报告了2022年和2023财政年度涉及沉浸式技术的活动,其中13个机构报告了其使用的好处。代理商最常使用这些技术进行劳动力培训和公共宣传。例如,国土安全部使用模拟器和其他沉浸式技术在2022财政年度培训近10,000名员工,以进行执法使用强制使用培训,运输安全培训以及消防和紧急响应培训。退伍军人事务部使用了沉浸式技术,例如虚拟现实,作为临床人员支持心理健康治疗,身体康复和疼痛管理的工具。机构报告了对数据的更好理解,提高安全性和改进的决策,这是使用沉浸式技术的最有益方面。