9月24日習(xí)近平一行前往微軟總部參觀了HoloLens全息眼鏡和Surface Hub這兩大創(chuàng)新科技產(chǎn)品。微軟公司通過(guò)HoloLens全息眼鏡和虛擬物品在真實(shí)空間中的互動(dòng)，展現(xiàn)了一輛摩托車從圖紙、模型到交付生產(chǎn)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。HoloLens全息眼鏡的到來(lái)顛覆了傳統(tǒng)的工作模式，為人機(jī)交互帶來(lái)了革命性的體驗(yàn)。而Surface Hub將過(guò)去美國(guó)40年間發(fā)生的龍卷風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析，然后從時(shí)間、地域、強(qiáng)度等多個(gè)維度將龐雜的數(shù)據(jù)直觀而立體地展現(xiàn)出來(lái)。那么這二期頂尖技術(shù)是什么？有什么神奇呢？下面為大家一一剖析。

Surface Hub與HoloLens背后的技術(shù)

        這兩項(xiàng)創(chuàng)新科技產(chǎn)品正好是工業(yè)4.0中兩個(gè)核心技術(shù)：大數(shù)據(jù)（Big Data）與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality, VR），是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵使能技術(shù)。

        隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，大數(shù)據(jù)技術(shù)得以興起，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新的制高點(diǎn)。大數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一。Google首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家、UC Berkeley大學(xué)Hal Varian教授指出：數(shù)據(jù)正在變得無(wú)處不在、觸手可及；而數(shù)據(jù)創(chuàng)造的真正價(jià)值，在于我們能否提供進(jìn)一步的稀缺的附加服務(wù).這種增值服務(wù)就是數(shù)據(jù)分析。

       虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等。目前虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可分為4種：桌面式、增強(qiáng)式、沉浸式和網(wǎng)絡(luò)分布式。其中桌面式成本較低，目前使用最普及，而沉浸式和增強(qiáng)式是近幾年的熱點(diǎn)，其中微軟今年發(fā)布的HoloLens就是屬于增強(qiáng)式，而Facebook在4 億美元現(xiàn)金的基礎(chǔ)上，外加大約價(jià)值 16 億美元的 2310 萬(wàn)支 Facebook 股票投資的OCULUS公司，則是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡生產(chǎn)廠商。像電視機(jī)一樣，從黑白到彩色再到液晶，每一次新的顯示技術(shù)的革新，其影響都是深刻的。

        擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在廣泛地應(yīng)用于軍事、建筑、工業(yè)仿真、考古、醫(yī)學(xué)、文化教育、農(nóng)業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面，改變了傳統(tǒng)的人機(jī)交換模式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)充滿活力，它正在向?qū)嵱梅较蜻~進(jìn)，向人們展示了廣闊的應(yīng)用前景，被譽(yù)為“21世紀(jì)的新科技”，也是本世紀(jì)發(fā)展的重要技術(shù)之一。

華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院—大數(shù)據(jù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的領(lǐng)跑者

        無(wú)錫研究院信息與智能技術(shù)研究所，研究人員均來(lái)自于華中科技大學(xué)楊叔子院士科研團(tuán)隊(duì)，依托華中科技大學(xué)機(jī)電系技術(shù)創(chuàng)新成果，圍繞信息與智能、先進(jìn)制造主題，以提高企業(yè)數(shù)字化、信息化與智能化水平為目標(biāo)，長(zhǎng)期開展虛擬制造與數(shù)字化工廠、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷與智能維護(hù)和機(jī)器視覺的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)等研究。

        設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷與智能維護(hù)是信息與智能所傳統(tǒng)的研究方向之一，有近二十年的研究成果積累。運(yùn)用大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代信號(hào)分析技術(shù)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)得到的大量數(shù)據(jù)及信號(hào)，進(jìn)行分析和提取特征，從而定量診斷機(jī)械設(shè)備及其零部件的運(yùn)行狀態(tài)，再進(jìn)一步預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，最終確定需要采取何種必要的措施來(lái)保證機(jī)械設(shè)備取得最優(yōu)的運(yùn)行效果，為設(shè)備壽命周期維護(hù)提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)保障，該技術(shù)的根本目標(biāo)就是要保證設(shè)備的安全、可靠和高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

        設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷與智能維護(hù)技術(shù)是無(wú)錫研究院信息與智能所傳統(tǒng)研究方向之一，有近二十年的研究成果積累。在對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)得到的大量龐雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)表現(xiàn)等方面有豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和成果，通過(guò)主持相關(guān)的包括國(guó)家級(jí)課題項(xiàng)目以及與企業(yè)開展廣泛的合作，形成了大量的技術(shù)成果積累。

無(wú)錫研究院信息與智能所從09年開始在國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助下開始從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，經(jīng)過(guò)多年努力，也取得了豐碩的研究成果。特別是在桌面級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面，在與企業(yè)合作中，開展了數(shù)字化工廠的相關(guān)技術(shù)研究，幫助企業(yè)完成了信息化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建立企業(yè)專屬數(shù)據(jù)庫(kù)與模型庫(kù)，將企業(yè)由線下搬到線上，在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行虛擬仿真、評(píng)估和優(yōu)化。

         同時(shí)在與國(guó)內(nèi)多家大型企業(yè)進(jìn)行合作時(shí)，為這些企業(yè)提供了全面數(shù)字化與智能化的解決方案，根據(jù)企業(yè)需求量身定制其相關(guān)數(shù)字化三個(gè)設(shè)計(jì)軟件，包括對(duì)CATIA、SolidWorks、SolidEdge、UG等在內(nèi)的專業(yè)軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品的三維系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，能夠在完成虛擬環(huán)境下三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，自動(dòng)生成全部產(chǎn)品零件的三維模型和二維圖紙，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下的產(chǎn)品裝配仿真、制造工藝仿真與生產(chǎn)過(guò)程物流仿真，大大提高了企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。

         近年來(lái)研究團(tuán)隊(duì)開始研究沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將此技術(shù)引入工業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)沉浸式全息眼鏡，開發(fā)了數(shù)字化工廠展示系統(tǒng)，并于2015年太湖博覽會(huì)展出，引起了廣泛關(guān)注和良好反響。

         目前，研究團(tuán)隊(duì)正在與企業(yè)合作開發(fā)一套沉浸式三維數(shù)字化車間監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)、數(shù)據(jù)分析可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。通過(guò)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使三維數(shù)字化車間模型與實(shí)際車間運(yùn)行情況完全同步，并且透過(guò)這些大量龐雜的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘，獲取有價(jià)值的信息，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)結(jié)合沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以直觀的三維可視化的方式展示出來(lái)，并且參與者可以用人類自然的技能與感知能力與虛擬車間里的對(duì)象進(jìn)行交互作用，使用戶有身臨其境的感受，做到綜合性、專業(yè)性和展示性的有機(jī)融合。(胡友民)