Виртуальная/дополненная реальность и искусственный интеллект

Программа является уникальной для России: ее целью является подготовка специалистов по анализу трехмерных данных как с точки зрения XR разработчика так и с точки зрения data scientist’а. Это первая и единственная в стране полноценная образовательная программа, где все обучение заточено на разработку решений в области виртуальной и дополненной реальности.

В программу обучения включены два блока дисциплин:

• Фундаментальный, в котором формируются принципы и методология разработки технологий машинного обучения, а также вырабатывается системное представление о компьютерной графике, машинном зрении и др. компонентах искусственного интеллекта;
• Прикладной, в котором на конкретных проектах и задачах вырабатываются навыки программирования на языках высокого уровня, ориентированных на создание XR и ML продуктов и систем: Python, Unity 3D, TensorFlow и др.

Фундаментальный блок программ направлен на развитие системного видения технологий искусственного интеллекта, компьютерной графики и разработки киберфизических систем. Прикладной блок – это синергия этих трёх базовых технологий на примере актуальных задач современной IT-индустрии, которые студенты решают в процессе обучения под руководством лучших специалистов ведущих компаний – лидеров в области виртуальной/дополненной реальности и искусственного интеллекта.

Закончив программу, выпускник становится высококвалифицированным специалистом одновременно в нескольких областях современных информационных технологий, он способен строить свою карьеру как в науке, так и в бизнесе.

Каким профессиональным навыкам и знаниям обучают по данной программе?

Обучаясь на программе, студенты учатся разрабатывать на языках высокого уровня прикладные решения, позволяющие создавать:

• высококачественные и приближенные к реальности тренажеры и обучающие системы (например, для управления самолетом или медицинскими роботами-манипуляторами);
• системы, помогающие провести диагностику, обслуживание и ремонт сложных технических устройств (например, автомобиль или станок);
• цифровые двойники сложных технических устройств и систем с целью их визуализации в реальном времени и симуляции геометрических, физических и иных аспектов их функционирования;
• реалистичные виртуальные миры для искусство, науки и бизнеса.

Какие дисциплины входят в план обучения?

• Методы и алгоритмы математической оптимизации систем
• Python
• Проектирование динамических сцен на платформе Unity 3D
• Глубокое обучение и нейросети
• Программная инженерия
• Методы и технологии машинного обучения
• Проектирование и моделирование киберфизических систем
• Технологии смешанной и дополненной виртуальной реальности
• Процедурная визуализация
• Сетевые технологии
• Технологии искусственного интеллекта и машинной графики
• Маркетинг цифровых продуктов
• Гибкие методологии разработки цифровых продуктов
• Вычисления на картах NVIDIA

Инфраструктура

Практические и лабораторные занятия проводятся в современных оборудованных компьютерных классах. Для проведения отдельных занятий обеспечивает доступ к оборудованию и базам данных партнеров. Экспериментальная и исследовательская часть программы проходит в Лаборатории искусственного интеллекта IT-Центра МАИ и в Лаборатории виртуальной и дополненной реальности МАИ, созданной при участии компании PHYGITALISM на базе облачной вычислительной платформы Azure от компании MicroSoft.

Кто обучает магистрантов?

• Сошников Дмитрий, MicroSoft
• Кондаратцев Вадим, PHYGITALISM
• Юсупов Олег, PHYGITALISM
• Поповкин Александр, MicroSoft
• Крылов Сергей, МАИ

Где работают выпускники?

• IT-компании – разработчики IT-продуктов с использованием технологий VA/AR и AI как для заказчиков (production), так и для создания собственных продуктов (product);
• В XR лабораториях в крупных технологических компаниях;
• R&D отделы крупных технических компаний по направлениям AI&ML или AR&VR.

Зарплата на стартовом уровне, по данным HH.ru, составляет от 115 тыс. руб. в мес.

Смешанная реальность: что это, область применения

Существуют три близких по значению понятия: виртуальная реальность, дополненная реальность и смешанная реальность. Дополненная реальность – добавление виртуальных образов в реальный мир. Виртуальная реальность – полная замена настоящего окружения на виртуальное. Дополненная и виртуальная реальность между собой не контактируют.

Смешанная реальность (MR) – это система, в которой реальные и виртуальные объекты взаимодействуют между собой, имеют конкретную форму и положение. Элементы смешанной реальности в ограниченных количествах и с неполным набором функций используются в настоящее время.

Существует множество теорий об идеальной смешанной реальности, так называемом континууме виртуальности. Одну из них выделил американский экономист и педагог Паул Роберт Милгром в 1994 году. Его определение и теория базировались на концепте Стива Манна. До этого понятия «смешанная реальность» не формулировалось, а её элементы относили к виртуальной или дополненной реальности.

Разработки смешанной реальности широко используют в физике. Область физики, занимающейся изучением технологий смешанной реальности называют межреальной физикой. Межреальная среда, по мнению физиков, составляет смешанную реальность, где бок о бок существует виртуальное и реальное, а чёткие грани между ними стёрты.

Межреальная среда с точки зрения физики — это технически дополненная реальность, в которой виртуальные элементы имеют своё определённое положение, форму, объём, и с ними можно взаимодействовать.

Отличия смешанной и дополненной реальности

Виртуальная, дополненная и смешанная реальности имеют свои отличительные особенности. Для чёткого понимания определений, особенно между дополненной и смешанной реальностью, необходимо подробно рассмотреть их отличительные особенности. Отличительные особенности характеристик дополненной и смешанной реальности представлены в таблице.

История смешанной реальности

С 2016 года компанией «Microsoft» ведётся разработка новых очков дополненной реальности «Hololens». Несмотря на то, что это гарнитура имеет характеристики дополненной реальности, это первый шаг к MR. Информационные окна, с которыми можно работать на компьютере или телефоне, помещаются на стенах, а устройство запоминает их положение.

Если бы очки «Hololens» могли показывать не только плоские изображения, но и объёмные виртуальные объекты, то их можно было бы назвать очками смешанной реальности. Подобное устройство разрабатывается компанией «Magic Leap», но из-за полной секретности проводимых работ говорить о его принадлежности к тому или иному поколению аппаратуры нельзя.

На данный момент, создание идеальной смешанной среды невозможно. Но отельные «кусочки» смешанного пространства можно воспроизводить с помощью модернизированных устройств, предназначенных для работы в дополненной и виртуальной реальности: в шлемах и очках AR/VR, переносимых полупрозрачных дисплеев, компьютерах и смартфонах.

Трудности реализации MR

Среди трудностей создания смешанной реальности можно выделить следующие:

• Из-за необходимости контактирования с объектами, в программе должны быть прописаны условия этого взаимодействия. Говоря более простыми словами, программа должна знать не только проецируемые объекты, но и самого пользователя.
• Компактность и удобность системы сложно осуществима, ввиду необходимости использования нескольких камер, датчика определения положения в пространстве, наличие навигационной системы, и вывода 3D изображения или голограммы.
• Огромные объёмы информации, необходимых для использования устройств, погружающих пользователей в смешанную реальность, необходимо хранить и обрабатывать. В настоящее время на это способен не каждый суперкомпьютер.
• Необходимость использовать новые средства вывода информации или сложные и немассовые, которые выглядят громоздко и не компактно.

Из-за совокупности этих трудностей создание, использование и массовое производства устройств для работы в смешанной реальности до сих пор не реализуемы. На современном уровне развития технологий можно лишь создавать небольшие пространства MR, что накладывает определённые ограничения в их использовании.

Область применения смешанной реальности

Контактирование с виртуальными объектами стало возможным благодаря компьютерам и смартфонам. Это особенно удобно, когда пользователь хочет увидеть объект со всех сторон. Например, каталоги товаров интернет-магазинов начинают массово переносить товары в 3D формат. Уже сегодня можно без выхода из дома посмотреть прилавки, взять и разглядеть понравившеюся вещь. В России это направление до сих пор не получило свое развитие. В наших интернет-магазинах не всегда можно найти фотографии товаров.

Ещё одной областью применения смешанной реальности можно назвать симуляторы для обучения. Самым распространённым видом использования симуляционного обучения является тренировка пилотов гражданской и боевой авиации на специальных тренажёрах. Сам тренажёр представляет собой полную копию кабины самолёта, но вместо стекла в нём дисплеи, отображающие виртуальную картину за бортом. Иногда такие тренажёры могут вращаться в нескольких плоскостях, в зависимости от действий обучающегося и моделируемой ситуации. Подобные тренажёры создаются не только для авиационной, но и для других видов техники.

Популярные в начале нулевых симуляторы гонок с использованием руля и педалей, использовали элементы смешанной реальности. Как на тренажёрах, так и в игре человек с помощью реальных физических объектов взаимодействует с виртуальной средой.

Устройства, помогающие работать с элементами смешанной реальности широко используют в промышленности, в частности в строительстве, где проецируются виртуальные модели зданий. Стоит отметить, что если объекты просто проецируются — это дополненная реальность, но если с ними можно контактировать каким-либо образом, их изменять — смешанная среда.

Программы, в которых используются элементы MR

Самое распространённая программа, в которой используются элементы смешанной реальности — программное обеспечение «Windows Mixed Reality» от компании «Microsoft». Windows Mixed Reality создана для использования на платформе «Windows 10». Для работы необходим шлем или очки. Изначально объявлено, о том что всю гарнитуру выпускает и разрабатывает компания-разработчик, за использование устройств, произведенных в других компаниях, «Microsoft» ответственности не несёт. О разработке «Windows Mixed Reality» объявлено в 2016 году. В 2017 году сделано заявление, о совместимости использования Xbox One, для работы с игровыми приложениями. Разработчики указали на факт фокусировки работы аппаратуры с ПК на собственной платформе «Windows 10». В 2017 году аппаратура и программное обеспечение официально поступили в продажу.

Возможности программы огромны, главным её предназначением остаётся работа в операционной системе «Windows» с помощью устройств дополненной реальности. Пользователи получили возможность управления операционной системой не только с помощью компьютерной мыши, джойстиков и клавиатуры, но с помощью движений рук.

На данный момент программа «Windows Mixed Reality» является единственной в своём роде, её аналоги не имеют сильных отличительных особенностей работы в смешанной реальности. Большинство программ конкурентов имеют неполный набор функций, и больше подходят под описание дополненной реальности с частичным вмешательством.

Основы киберфизических систем: смешение мира реальности и виртуальности

Bitcoin (BTC)

Ethereum (ETH)

Cardano (ADA)

Dogecoin (DOGE)

Polygon (MATIC)

Solana (SOL)

Litecoin (LTC)

Polkadot (DOT)

Shiba Inu (SHIB)

Chainlink (LINK)

Cosmos Hub (ATOM)

Monero (XMR)

Ethereum Classic (ETC)

Stellar (XLM)

Bitcoin Cash (BCH)

VeChain (VET)

Algorand (ALGO)

Decentraland (MANA)

Theta Network (THETA)

IOTA (MIOTA)

Enjin Coin (ENJ)

Compound (COMP)

Waves (WAVES)

Komodo (KMD)

OMG Network (OMG)

Copyright © 2017-2023. Все права защищены.

Наши контакты: [email protected]

Информационный портал «Майнинг Криптовалюты».

При подготовке материала использовались источники:
https://priem.mai.ru/master/programs/item/virtualnaya-dopolnennaya-realnost-i-iskusstvennyy-intellekt/

https://mining-cryptocurrency.ru/vr-ar-virtualnaya-dopolnennaya-realnost/