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海伯森|元宇宙下虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)需要高端傳感技術的賦能制造

海伯森技術 ? 2022-06-01 16:18 ? 次閱讀
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導讀:隨著某國際知名社交平臺更名將“元宇宙”推向了大眾視野,至今熱度仍存,近日周杰倫持有的價值超320萬元NFT愚人節(jié)被盜又將“元宇宙”拉入民眾視野。但是對常人來講,元宇宙是什么?


通常認為,《雪崩》小說里描述下的跨平臺、沉浸式的共享空間(虛擬世界),是元宇宙概念的源頭。
但元宇宙并沒有標準的定義,其可以解釋為結合現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實技術并結合未來科技發(fā)展的想象的產(chǎn)物,我們所理解的元宇宙,基于物聯(lián)網(wǎng)和交互技術高度融合,可實現(xiàn)跨維的“穿越”體驗。

元宇宙產(chǎn)業(yè)鏈
元宇宙下的世界,除了需要高度發(fā)達的物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸和人工智能學習技術的支撐,還必須建立人體與傳感識別技術交互的體表穿戴輔助,來完成沉浸式環(huán)境空間使用視覺、聽覺、觸覺等感官元素傳達真實世界的存在感,甚至模擬完整的社交環(huán)境體驗。
現(xiàn)有的元宇宙基礎布局主要圍繞AR/VR展開,其產(chǎn)業(yè)鏈包含區(qū)塊鏈、交互、電子游戲、人工智能、網(wǎng)絡及運算和物聯(lián)網(wǎng)這六大核心技術。


元宇宙的傳感交互技術

要實現(xiàn)人機交互和萬物互聯(lián),需要同時具備傳感器、數(shù)據(jù)集成和分析(智能中樞)促動器三大要素,傳感技術作為收集信號并發(fā)出數(shù)據(jù)的橋梁,在實現(xiàn)虛擬向現(xiàn)實邁入過程中扮演著舉足輕重的作用。

在交互技術應用中,通過結合體感、環(huán)境的傳感技術能為元宇宙用戶提供各種更加真實有效的體感,比如視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺等。

在物理世界中,如何將萬物融入進單個呈現(xiàn)載體(體感設備),并對主體產(chǎn)生的不同物理狀態(tài)傳達出對應指令,還需要物聯(lián)網(wǎng)技術的支持,把傳感器融合到感知層中。

要實現(xiàn)元宇宙這個想法,需要借助許多設備和內(nèi)容,像VR、AR等技術,視覺、聽覺等硬件我們大都已經(jīng)實現(xiàn),然而要怎么在元宇宙里再現(xiàn)人的觸覺、味覺等感官呢?

味覺傳感,出于人體安全相對敏感,目前雖已初步實現(xiàn)用于對食品、農(nóng)產(chǎn)品、藥品等進行味覺感官指標分析(酸甜咸辣苦等),但是直接作用于人體還需要更先進的技術和長久的時間。

而觸覺傳感技術,應用領域更為廣泛,實現(xiàn)進程快。

“柔性時代”已然來臨,成為業(yè)內(nèi)人士的共識。隨著柔性基底、金屬材料、無機半導體材料、有機材料和碳材料等技術工藝愈加成熟,作為柔性電子設備的重要組成部分,柔性傳感器正在從基礎研究向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

柔性傳感器就是實現(xiàn)觸覺,制造“電子皮膚”的基石,利用柔性傳感器和導電體,科學家可以將外界的受力或受熱情況轉換為電信號,傳遞給機器人電腦進行信號處理,這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚,以便實時精準的監(jiān)測出人體各項指標。

體感交互 | 柔性化生產(chǎn)

元宇宙的發(fā)展,通過虛擬現(xiàn)實技術,將為社會生活帶來一場質的改變,從AR/VR的市場經(jīng)濟發(fā)展線路看,未來體感交互的市場趨向將更偏向于大眾消費層面,而大眾消費需求的多樣性決定產(chǎn)品功能普適、產(chǎn)品設計多樣。

以需定產(chǎn)的方式即柔性化生產(chǎn),在柔性制造中,考驗的是生產(chǎn)線和供應鏈的反應速度,而依托于機器人和人工智能技術進步,柔性制造模式也將廣泛存在。

在工業(yè)產(chǎn)線上,要滿足小批量、多場景模式的生產(chǎn)能力,需要敏捷和精準的反應能力,只能借助特定的生產(chǎn)設備來完成。

就比如工業(yè)協(xié)作機器人,其具備易于編程、安裝快速、部署靈活的特點,在一些特定精密裝配、堆碼垛或工業(yè)打磨場景中,還可以集成六維力傳感器實現(xiàn)力控和保護的應用。

目前,國內(nèi)大量工業(yè)協(xié)作機器人品牌都與海伯森保持著合作伙伴關系,海伯森的六維力傳感器可實時檢測XYZ三個方位所受到的力和力矩,具備超低溫漂、高靜態(tài)過載保護、高速采樣頻率等特點,在柔性化生產(chǎn)場景中應用十分廣泛。


體感交互 | 芯片制造及檢測

在工業(yè)制造領域,半導體行業(yè)是現(xiàn)代電子信息社會高速發(fā)展的重要支撐,其觸角延伸到了工業(yè)、消費、科研等方方面面。

半導體材料作為 IC 制造重要基材,比如芯片,當下被普遍用在了手表、手機、電腦等電子產(chǎn)品中,并且成為其中不可替代的一部分。

在互聯(lián)網(wǎng)盛行的年代,半導體的重要性已經(jīng)愈來愈凸顯,未來元宇宙下的體感交互設備功能實現(xiàn)需要基于大量芯片的設計應用的融合。

體感交互設備與人體直接接觸,其安全性穩(wěn)定性更是需要嚴格要求,因此對芯片設計制造提出了更大的挑戰(zhàn)。

一般在芯片制作的完整過程中包括:工藝設計、晶片制作、封裝測試等環(huán)節(jié),其中封裝測試環(huán)節(jié)中產(chǎn)品檢測成為重要組成部分,進行芯片檢測主要是為了盡早發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中影響產(chǎn)品質量的因素,防止芯片出現(xiàn)成批超差、返修、報廢現(xiàn)象的發(fā)生,它是產(chǎn)品工序質量控制和成本節(jié)流的一種重要方法。

芯片檢測過程復雜,要求也極為精密,除了設計系統(tǒng)功能和產(chǎn)品性能校對需要驗證,在封裝測試環(huán)節(jié)中還需要借助精密的光學機器視覺產(chǎn)品,就比如基于光譜共焦原理的傳感器檢測設備,不受光強干擾,可以實現(xiàn)微米級甚至是納米級的檢測精度,在國內(nèi),海伯森研發(fā)出的高端3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列可用于芯片的外觀尺寸、形貌分析及焊錫、覆膠工藝缺陷的3D檢測,除此之外,海伯森的點光譜共焦位移傳感器HPS-CF系列可實現(xiàn)芯片表面輪廓、晶圓外觀缺陷、厚度的精密測量。

小結

海伯森相關負責人表達對虛擬現(xiàn)實的看法:“如今各種先進概念的實現(xiàn)都離不開高端輔助工具或者信息載體,這也意味著離不開實體的制造和關聯(lián)傳感技術。元宇宙下的虛擬現(xiàn)實能不能打通這個“世外桃源”,還需更長久的時間進行科學研究,需要更急需的市場需求來支撐,至于何時實現(xiàn)整體的體感交互,尤其是腦機這種沉浸式進入的體驗將是未來將面臨的最大難題,我們高端傳感技術還需要更加深入的研究提升信息檢測傳達的效率,為制造賦能?!?/p>

30年河東,30年河西,誰能說的清呢?不過時代進步,未來可期!

————/ END /————

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