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VR2.0助力加速“中国制造2025”

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今年被称为“VR(虚拟现实)元年”,但事实上,国内外一些企业已在这个领域深耕多年。近日,上海曼恒数字技术股份有限公司完成新一轮1.54亿元融资,知名投资机构赛富领投1亿元,引起业界关注。与很多读者相对了解的VR游戏不同,这家成立9年、去年在新三板挂牌的企业,过去一直专注于虚拟现实的行业应用,包括高端制造业、高等教育、能源、国防,在客户名单上有许多知名企业和高校。

据预测,虚拟现实技术在未来工业领域占有重要地位。在德国“工业4.0”体系中,虚拟现实被列为九大支撑技术之一,覆盖产品设计、生产过程管理、设备维修等多个环节。曼恒数字创始人兼首席执行官周清会认为,随着头盔显示器的流行,虚拟现实将进入2.0时代,其行业应用将变得更为便捷,成本也更低,有助于加快实现“中国制造2025”。

VR2.0助力加速“中国制造2025”

轻松拆装虚拟航空发动机

上海市科委高新处负责人介绍,虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术,采用以计算机技术为核心的高科技,生成逼真的视、听、触觉一体化虚拟沉浸式环境。用户可以借助必要的装备,以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,能获得几乎等同于真实环境的感受和体验。

在位于虹桥国际商务广场的曼恒数字总部,有一大片体验区,放置着多套展示样品。在一块LED大屏幕前,记者戴上3D眼镜,手握一个手柄,映入眼帘的是一台航空发动机。它的大小和真实的航空发动机一样,但轻便得多。借助手柄,你能将它360°翻转,从各个角度观察它,还可以将它的零部件一个个拆下来,进行测量、剖切和组装。每个零部件都根据真实的设计仿真展示,一目了然。通过维修性、测试性仿真,这套飞机发动机虚拟装配系统能让研发人员发现设计中的缺陷,及时调整。

据了解,曼恒数字研发的这类机械装配VR系统已用于多家企业,如飞机、汽车等高端制造企业。与过去的工业仿真不同,虚拟现实系统更为逼真,可以让工作人员走近乃至走进机械装置,研究其设计的科学合理性。上海市科学学研究所副研究员孟海华说,虚拟现实是实现智能制造的重要技术,英国知名企业罗尔斯—罗伊斯在航空发动机设计阶段,都会采用虚拟现实系统。鉴于此,我国中航商发也在利用虚拟现实系统设计发动机,以提高设计开发的质量和效率。

飞机、汽车的内饰设计,也可借助虚拟现实技术。在飞机内饰虚拟造型设计系统中,记者看到机舱内一排排座位,仿佛走进一架客机的经济舱。工作人员介绍,这套系统可对不同的客舱内饰效果做可视化仿真模拟,让内饰工程师对客机的内装饰色彩、座椅舒适度、灯光布置等设计元素进行分析与评估,直观地挑选出科学美观的设计方案。

头盔显示器将改变行业应用

凭借持之以恒的创新创业,以及市科委等政府部门的扶持,曼恒数字的客户名单上已有近400家企业和300多所高校,包括中国商飞、国家电网、中石化、中石油、中广核、迪士尼、上海交通大学、浙江大学、同济大学、华东理工大学等。最近,他们又得到资本市场的青睐,新一轮1.54亿元融资由赛富领投,新增投资者巨杉资产、东方证券、兴业证券和中金公司,原股东刚泰控股、华融证券、海通证券继续增持。

周清会说,曼恒数字将把这笔资金主要用于研发核心技术,打造游戏社交产品。据介绍,软件引擎、交互系统是虚拟现实的核心技术。所有VR内容都是由引擎创造的,针对不同行业应用,需要开发不同的引擎。VR走红后,许多国内企业通过购买第三方引擎进入该行业。但在许多应用领域,第三方引擎并不能满足产品开发中多种变化的逻辑处理要求,企业有必要自主研发。交互系统对VR产品也很关键,包括光学追踪、动作捕捉等技术。在舍弃了鼠标和键盘后,如何让身体运动参与的人机交互更为精确,是VR企业亟需解决的问题。

在周清会看来,虚拟现实已进入“2.0”时代。在VR1.0时代,一套虚拟现实系统必须配备投影仪或大屏幕,成本较高,对场地的要求也比较高,不适合进入个人消费市场。随着Oculus Rift、HTC Vive等头盔显示器的问世,虚拟现实用户拥有了便携式单元,像智能手机那样适合人手一台。这不仅将推动VR大举进入个人消费领域,也将改变行业应用。“举个例子,过去,一支部队会购买一套虚拟现实系统进行军事训练,而现在,可以给每个士兵配一台头盔显示器,让他们同时参与军事训练,形成多人协同。”

建智慧工厂离不开虚拟现实

随着虚拟现实产业的兴起,智能制造正在进入一个怎样的发展阶段?

广东工业大学机电工程学院教授何汉武说,虚拟现实是德国“工业4.0”体系的九大支撑技术之一,应在通往“中国制造2025”的道路上发挥重要作用。在未来智慧工厂里,虚拟现实系统将应用于办公室和车间,像如今的电脑那样须臾不可离。利用这种系统,工作人员可进行产品设计、产品维护、生产过程监控、设备维修,与物联网、机器人、大数据等形成协同效应。

在曼恒数字与华东理工大学合作共建的G-Magic虚拟现实实验室,华东理工艺术设计与传媒学院教授程建新介绍了一个项目:该学院与外国企业合作,正在设计一款房车。房车在美国十分流行,许多家庭每到节假日,就会驾驶这种“移动房间”前往景色宜人的地方,在房车营地驻扎、休闲。房车内部通常分为驾驶、起居、卧室、卫生、厨房等区域,居家设施配置齐全。如何做到设计合理、令人舒心,是决定产品销售量的关键因素。

“利用G-Magic系统,我们基本完成了房车三维建模,在设计过程中可以展开,也可以折叠,呈现在我们眼前的三维虚拟场景有震撼人心的效果。”程建新说。走进虚拟房车,设计团队能开展色彩、舒适度、人体工学等方面的测定,开展设计评价和研讨。

华东理工团队认为,未来的虚拟现实设计应从评价设计发展为直接设计,即设计师能在虚拟产品上,直接完成建模,而不是将计算机里建好的模型输入虚拟现实系统。直接设计会让设计师更有感觉,而要实现这一目标,企业应开发出更多的外挂工具。

虚拟现实在医疗、康复行业也大有用武之地。何汉武介绍,VR和3D打印一样,对手术演练、医学培训有很大价值,在一些场合,前者的效果更好。医生在做手术前,工程师可利用虚拟现实系统和病人的病灶部位数据进行建模,让医生在虚拟环境中进行手术演练,以便在真实的手术台前胸有成竹。这套系统还有助于通过三维影像向病人及其家属解释手术情况,避免医患矛盾。虚拟现实用于康复训练的效果也很好,能提高其科学性、趣味性,使康复病人在各种虚拟场景中挑战自我。随着康复假肢、外骨骼机器人的逐步普及,虚拟现实与这类器械的结合,将实现康复训练的智能化。

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