淺談谷歌(gē)眼鏡在工業自動化(huà)領域的應用
在德國紐倫堡舉辦的“2013 年德國紐倫堡工業自動化(huà)及元件展覽會（SPS/IPC/DRIVES 2013）上(shàng)，Beckhoff 展出了(le)通過專注于谷歌(gē)眼鏡的技術研究開發而成的針對機械操作(zuò)的最新(xīn)解決方案。有了(le)具有上(shàng)網功能(néng)的谷歌(gē)眼鏡，狀态或對話(huà)消息可以通過一(yī)個(gè)頭戴式顯示器(qì)直接投射到人(rén)眼中。在線信息和通信也(yě)可以用這(zhè)種創新(xīn)的設備實現(xiàn)，且錯誤信息可以使用觸摸闆進行确認。Beckhoff 公司的 PC 控制産品經理(lǐ) Andreas Thome 堅定地認為(wèi)，谷歌(gē)眼鏡是互聯網和自動化(huà)技術相融合推動工業 4.0 發展的最突出的例子(zǐ)。
Beckhoff 公司的 PC 控制産品經理(lǐ) Andreas Thome 在 SPS/IPC/DRIVES 2013 上(shàng)向觀衆演示如(rú)何使用谷歌(gē)眼鏡進行機器(qì)操作(zuò)。
是什(shén)麽讓谷歌(gē)的這(zhè)些(xiē)“增強現(xiàn)實眼鏡”從競争中脫穎而出，用作(zuò)工業環境中的控制元件？
Andreas Thome：谷歌(gē)眼鏡配置包括頭戴式顯示器(qì)、攝像頭、麥克風(fēng)和用作(zuò)揚聲器(qì)的骨傳導耳機 — 它還配備了(le)振動傳感器(qì)并在耳機側面集成了(le)一(yī)個(gè)觸摸闆。有了(le)這(zhè)些(xiē)功能(néng)，谷歌(gē)眼鏡非常适合用于可視(shì)化(huà)、診斷和服務(wù)，以及技術幹預和個(gè)人(rén)通信。不同于傳統的控制理(lǐ)念，該設備屬于被稱為(wèi)“可穿戴計算(suàn)”的創新(xīn)技術 — 一(yī)組每天可以通過用戶佩戴來(lái)大幅提高其連通性的設備。事(shì)實上(shàng)，很多這(zhè)些(xiē)設備現(xiàn)在都已經具有現(xiàn)代智能(néng)手機所具備的所有功能(néng)。更重要的是，谷歌(gē)眼鏡型設備使用起來(lái)都很方便，因為(wèi)其半透明遮陽闆符合人(rén)體(tǐ)工學，且主要都是免提操作(zuò)。最大的優點在于 — 也(yě)着眼于工業自動化(huà) — 現(xiàn)有的移動計算(suàn)技術可以在我們的感官知覺或我們的肢體(tǐ)動作(zuò)沒有任何限制的情況下(xià)使用 — 而且無需電線或電纜。
如(rú)何将谷歌(gē)眼鏡與 PC 控制整合在一(yī)起？
Andreas Thome：使用 Beckhoff 的 TwinCAT 自動化(huà)軟件可以将谷歌(gē)眼鏡與控制技術輕松集成在一(yī)起。眼鏡與萬維網服務(wù)器(qì)通訊，該服務(wù)器(qì)提供了(le)通過 TwinCAT 控制的機器(qì)狀态信息。眼鏡接收此狀态信息并以信号或錯誤消息的形式表現(xiàn)出來(lái)，甚至還可以指出任何問題的确切位置。确認和複位機器(qì)狀态等工作(zuò)也(yě)可在現(xiàn)場(chǎng)通過谷歌(gē)眼鏡完成。
在哪些(xiē)情況下(xià)可以使用此方案？
Andreas Thome：潛在的應用場(chǎng)景可以被歸類為(wèi)“直接或間(jiān)接”。例如(rú)，操作(zuò)人(rén)員(yuán)可以使用眼鏡“直接”監控機器(qì)或甚至采取行動來(lái)直接改變或更正機器(qì)狀态，而不總是需要在現(xiàn)場(chǎng)完成。對于大型機器(qì)和生(shēng)産設備，操作(zuò)人(rén)員(yuán)需要在設備周圍走動并檢查特定臨界點的工藝狀态值，同時(shí)查看設備是運作(zuò)情況。必要時(shí)，操作(zuò)人(rén)員(yuán)可以采取手動操作(zuò)，因為(wèi)雙手都是自由的。“間(jiān)接”選項涉及到信息的收集和保存，不完全依賴于正在運行的進程。這(zhè)些(xiē)選項包括，例如(rú)，研究制造商(shāng)有關(guān)特定機器(qì)組件的文檔資料，在 Internet 上(shàng)搜索信息，并通過電子(zǐ)郵件和支持視(shì)頻聊天的聊天工具進行人(rén)際互動。然而，直接和間(jiān)接應用的組合也(yě)是可能(néng)的。即使一(yī)台機器(qì)正在運行，操作(zuò)人(rén)員(yuán)也(yě)可以與專家聯系并通過眼鏡将正在運轉的機器(qì)的視(shì)頻發送給專家，以咨詢一(yī)些(xiē)具體(tǐ)的問題。随後，專家可以給現(xiàn)場(chǎng)操作(zuò)人(rén)員(yuán)提供技術支持 — 以視(shì)頻或語音(yīn)消息的形式 — 這(zhè)樣就(jiù)可以采取相應的糾正措施。這(zhè)是被描述為(wèi)“你看到的就(jiù)是我看到的”（WYSIWIS）的 IT 概念也(yě)可以在工業環境下(xià)應用的範例。
靜态和動态的機器(qì)狀态信息可以被投射到谷歌(gē)眼鏡的頭戴式顯示器(qì)上(shàng)。
如(rú)果出現(xiàn)錯誤，谷歌(gē)眼鏡會輕輕振動，提醒操作(zuò)人(rén)員(yuán)注意出錯消息。一(yī)旦錯誤被糾正，該消息可以直接通過增強現(xiàn)實眼鏡複位。
有關(guān)在日常生(shēng)活中使用這(zhè)種新(xīn)的控制技術有什(shén)麽新(xīn)的想法嗎(ma)？
Andreas Thome：有許多不同的方法來(lái)實現(xiàn)。例如(rú)，維修工程師可以使用集成的攝像頭捕捉到電機或限位開關(guān)的 QR 碼，然後檢索有關(guān)其功能(néng)、曆史狀态或當前狀态的信息。另一(yī)個(gè)辦法是浏覽包含機器(qì)控制軟件相關(guān)信息的網站(zhàn) — 大小為(wèi) 640×360 像素的分(fēn)辨率，無需使用鼠标 — 這(zhè)将是可行的，如(rú)果原始資料被格式化(huà)為(wèi)與增強現(xiàn)實眼鏡同時(shí)使用。操作(zuò)人(rén)員(yuán)可以查找由制造商(shāng)定義的計算(suàn)機設置，然後采取适當的行動。也(yě)可以編寫在谷歌(gē)眼鏡上(shàng)本地運行的特殊應用程序，并能(néng)夠通過 WLAN 使用如(rú) OPC UA 或 TwinCAT ADS 等協議(yì)建立與機器(qì)控制計算(suàn)機的連接。作(zuò)為(wèi)谷歌(gē)眼鏡技術研究的一(yī)部分(fēn)，Beckhoff 提供二進制和模拟變量的實時(shí)可視(shì)化(huà)應用程序作(zuò)為(wèi)本地程序。在所有這(zhè)些(xiē)情況下(xià)，可以顯示狀态數據（變量，誤差）。此外，操作(zuò)人(rén)員(yuán)可以使用谷歌(gē)眼鏡來(lái)修改設備設置或周期，如(rú)開始或停止生(shēng)産步驟。
未來(lái)，谷歌(gē)眼鏡和類似的增強現(xiàn)實眼鏡将取代傳統控制面闆和操作(zuò)理(lǐ)念嗎(ma)？
Andreas Thome：不會。憑借其衆多的選件，谷歌(gē)眼鏡是提高操作(zuò)和控制理(lǐ)念的傑出開發成果，但(dàn)它并不能(néng)夠成為(wèi)一(yī)個(gè)完整的替代裝置來(lái)控制機器(qì)或生(shēng)産設施。傳統的機械控制終端（帶觸摸屏或帶鍵盤的顯示器(qì)）不能(néng)完全被取代 — 因為(wèi)其分(fēn)辨率更高且可讀性更好(hǎo)(hǎo)，而且集成了(le)關(guān)鍵的控制元件，如(rú)急停開關(guān)或操縱杆。也(yě)可以這(zhè)樣說(shuō)，可以實現(xiàn)基于谷歌(gē)眼鏡的完整“無接觸控制”的願景。我們發現(xiàn)，未來(lái)，最有可能(néng)的是傳統的接觸和創新(xīn)的非觸摸方法的有機結合。請記住，觸碰增強現(xiàn)實眼鏡的側面比給出語音(yīn)命令要快(kuài)得多。當然，眼鏡功能(néng)以免提模式激活：它們通過簡單向上(shàng)點頭的方式接通。可以通過輕輕點頭的方式浏覽菜單項，一(yī)個(gè)特定的項目可以用語音(yīn)命令來(lái)激活。在所謂的幻燈片上(shàng)顯示的啓動功能(néng)也(yě)能(néng)通過語音(yīn)控制。然而，為(wèi)了(le)實現(xiàn)這(zhè)個(gè)目的，必須進行特殊編程，且必須精确設計軟件工效學，以适應語音(yīn)控制。
使用谷歌(gē)眼鏡作(zuò)為(wèi)操作(zuò)裝置會增加數據和機器(qì)本身(shēn)相關(guān)的安全風(fēng)險嗎(ma)？
Andreas Thome：答(dá)案還是不會。有一(yī)種普遍的誤解認為(wèi)谷歌(gē)是一(yī)個(gè)企業，且谷歌(gē)雲始終是用來(lái)通過增強現(xiàn)實眼鏡進行所有的通信工作(zuò)。情況并非如(rú)此。正如(rú) Beckhoff 的技術研究表明的那樣，谷歌(gē)眼鏡可以很容易地封裝，并嵌入在企業 WLAN 内網中，在這(zhè)裏通過有效的标準 IT 程序提供保障。若論及機械操作(zuò)，谷歌(gē)眼鏡的功能(néng) — 原則上(shàng) — 與機器(qì)的控制面闆或顯示屏上(shàng)所具備的功能(néng)完全一(yī)樣。更重要的是，必須使用有效、成熟的安全技術（如(rú)急停方案）來(lái)防止出現(xiàn)防任何可能(néng)被證明是危險的動作(zuò)。數據保護專家們認為(wèi)，谷歌(gē)眼鏡與任何手機在安全性上(shàng)都是一(yī)樣的。這(zhè)兩種設備都非常适合用于給機器(qì)或人(rén)拍照。這(zhè)也(yě)一(yī)直是智能(néng)手機普及的一(yī)部分(fēn)。此外，配戴增強現(xiàn)實眼鏡也(yě)難以被人(rén)忽視(shì)，所以任何人(rén)都不可能(néng)用它們去偷偷進行任何非法勾當。總之，這(zhè)意味着谷歌(gē)眼鏡必須與智能(néng)手機一(yī)樣，遵守相同的規則并使用相同的代碼 — 換句話(huà)說(shuō)，該設備将不得用于具有高度商(shāng)業敏感性的領域。
為(wèi)了(le)保障内部通信（紅(hóng)色）的完整性，增強現(xiàn)實眼鏡可以封裝和嵌入在獨立于谷歌(gē)雲的企業 WLAN 内網中。
谷歌(gē)眼鏡将如(rú)何迅速滲透市(shì)場(chǎng)，特别是當它涉及到機械操作(zuò)？
Andreas Thome：今天，很清楚的一(yī)點是，在商(shāng)業市(shì)場(chǎng)上(shàng)，如(rú)谷歌(gē)眼鏡這(zhè)樣的增強現(xiàn)實眼鏡将是大勢所趨。然而，很難預測這(zhè)些(xiē)設備何時(shí)将成為(wèi)主流産品。一(yī)方面，一(yī)些(xiē)廠商(shāng)，如(rú) Meta Pro、三星和愛普生(shēng)已經宣布，他們正在開發類似的硬件。但(dàn)另一(yī)方面，就(jiù)像智能(néng)手機一(yī)樣，增強現(xiàn)實眼鏡也(yě)将經曆一(yī)個(gè)持續發展過程，更多的傳感器(qì)和更高性能(néng)的處理(lǐ)器(qì)都可以集成到設備中。因此，Beckhoff 公司正在在現(xiàn)有的軟件基礎上(shàng)對這(zhè)些(xiē)設備在工業環境中的接受度進行研究 - 2014 年期間(jiān)，将與有興趣的用戶合作(zuò)進行一(yī)次現(xiàn)場(chǎng)測試。然而，已配備有 Beckhoff 控制器(qì)和 TwinCAT 軟件的機器(qì)及生(shēng)産設施現(xiàn)在已經具有高效使用谷歌(gē)眼鏡或其它增強現(xiàn)實眼鏡所需的所有通信接口。
最新(xīn)的工業 4.0 和智慧工廠概念支持這(zhè)一(yī)發展嗎(ma)？
Andreas Thome：若論及未來(lái)的可視(shì)化(huà)、診斷和服務(wù)，增強現(xiàn)實眼鏡将有助于提高效率。因此，它們注定要發揮工業 4.0 概念的重要作(zuò)用，因為(wèi)智慧工廠代表的是數據透明化(huà)管理(lǐ)和聯網生(shēng)産。谷歌(gē)眼鏡和類似的設備為(wèi)這(zhè)一(yī)透明度帶來(lái)更多靈活性；換句話(huà)說(shuō)，智慧工廠中的用戶可以看到工廠中所有組件的狀态和性能(néng)數據 — 随時(shí)随地 — 從訪問控制、暖通空調，包括所有或單台機器(qì)，甚至到一(yī)個(gè)機器(qì)上(shàng)的某個(gè)傳感器(qì)。
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