الحوسبة المكانية: المعنى والفوائد

مكاني الحوسبة هو نظام يدمج الأفعال البشرية الطبيعية كمدخلات للتحكم بالكمبيوتر مع استخدام المساحة ثلاثية الأبعاد المدركة كلوحة لرسم النصوص والصور ومقاطع الفيديو.

تتضمن هذه الأفعال البشرية الطبيعية إيماءات اليد، والكلام، وحركات الرأس، والتحرك جسديًا من نقطة أ إلى ب. وبالتالي، يمتزج الكمبيوتر المكاني بالبيئة المادية لمستخدمه.

تتناول هذه المقالة تكنولوجيا الحوسبة المكانية وما تحمله من تداعيات على مستقبل التفاعلات بين الإنسان والحاسوب. كما تسلط الضوء على الفوائد والتحديات والتطبيقات والاتجاهات الناشئة في السوق.

ما هي الحوسبة المكانية؟

الحوسبة المكانية هي مفهوم متطور يطمس الحدود بين العالمين الحقيقي والافتراضي باستخدام مجموعات جديدة من الأجهزة. والحوسبة المكانية ليست تقنية محددة في حد ذاتها. بل هي مصطلح شامل يجمع بين العديد من التقنيات - بما في ذلك الواقع الافتراضي (VR)، والواقع المعزز (AR)، والواقع المختلط (MR)، وإنترنت الأشياء (IoT) - في ثورة تكنولوجية.

السوق. لنا تقدر شركة أبحاث السوق "آي دي إس" حجم سوق الحوسبة المكانية وإنترنت الأشياء الحالي بنحو 120 مليار دولار، مع توقعات بنموه إلى 620 مليار دولار بحلول عام 2032. رؤى السوق النبوية (PMI)ومع ذلك، تقدر شركة أبحاث السوق "إيه بي سي" حجم السوق بنحو 87.5 مليار دولار، مع تقديرات تصل إلى 2032 مليار دولار بحلول عام 516.

ومن خلال تقديم نهج جديد للواجهة بين الإنسان والحاسوب، يمكِّن الحاسوب المكاني مستخدمه من تحقيق العديد من الفوائد التي لم يكن من الممكن تحقيقها لولا ذلك. ويشمل ذلك تجربة المستخدم المحسنة للانغماس في الصور ثلاثية الأبعاد في التعليم والهندسة المعمارية والتصميمات الصناعية وما إلى ذلك. ثم هناك الألعاب وأنواع أخرى من الترفيه، فضلاً عن حلول أخرى قادمة.

تواجه الحوسبة المكانية أيضًا تحديات تجعل تبنيها على نطاق واسع أكثر صعوبة. أحد هذه التحديات هو التكلفة العالية للأجهزة المتخصصة المطلوبة غالبًا للحاسوب المكاني، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض مستويات الاستخدام والخبرة والبحث والتطوير مما يؤدي إلى إبطاء التقدم العام في الصناعة.

كيف تعمل الحوسبة المكانية؟

تتميز الحوسبة المكانية عن غيرها من أساليب الحوسبة بتركيزها على بيئة المستخدم. ويسعى الحاسوب المكاني إلى إعادة إنشاء عرضه الناتج باستمرار استنادًا إلى موقع المستخدم واتجاهه.

على الرغم من عدم وجود نهج ثابت لإنشاء كمبيوتر مكاني، إلا أن الخطوات التالية ضرورية لتحقيق هدف تطوير ردود الفعل باستمرار بناءً على الأنشطة البدنية للمستخدم.

استشعار البيئة:تحتوي أجهزة الكمبيوتر المكانية على أجهزة استشعار وكاميرات تلتقط المعلومات من بيئة المستخدم لمزيد من المعالجة. بافتراض أن المستخدم يرتدي غطاء رأس، فإن غطاء الرأس هذا سيحتوي على أجهزة استشعار لمعرفة متى يواجه المستخدم الجنوب والشمال وما إلى ذلك. اعتمادًا على التطبيق، قد يلتقط الجهاز المزيد من الصور من البيئة لمزيد من المعالجة. هناك أيضًا كاميرات عمق تجعل من السهل تحديد وقياس الأجسام ثلاثية الأبعاد.
رسم خريطة للبيئة:الخطوة التالية بعد التقاط البيانات من خلال أجهزة الاستشعار هي إنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد لبيئة المستخدم. تسمى هذه العملية رسم الخرائط المكانية وهي مفيدة لأسباب عديدة - بما في ذلك تخطيط الحركة وتجنب الاصطدام والمزج بشكل أفضل بين العالمين المادي والافتراضي.
تراكب المحتوى الرقمي:اعتمادًا على التطبيق، يتم الآن تراكب المحتوى الرقمي على عرض العالم الحقيقي. ستغطي أنظمة الواقع الافتراضي الخريطة المكانية بأكملها بكل ما تحتويه من كائنات وصور ونصوص، بينما ستربط أنظمة الواقع المعزز والواقع المختلط المحتوى الافتراضي المطلوب في نقاط محددة.
التعامل مع مدخلات المستخدم:الآن بعد عرض الواجهة وتشغيلها، يدخل النظام في حلقة انتظارًا لمدخلات المستخدم. يمكن أن تأتي هذه المدخلات من الحركات الجسدية أو إيماءات اليد أو الأوامر الصوتية أو وحدات التحكم الخاصة أو أي طرق إدخال أخرى يستخدمها المستخدم للتنقل عبر النظام أو التلاعب بكائناته. يتم التقاط كل مدخلات المستخدم ومعالجتها بشكل مناسب.
تعديلات في الوقت الحقيقي:الخطوة الأخيرة هي إعادة عرض المحتوى الرقمي بحيث يتضمن مدخلات المستخدم الجديدة أو تأثيراتها. وقد يتراوح هذا من أحداث صغيرة مثل تحريك زر تم النقر عليه إلى عمليات أكثر شمولاً مثل تبديل الأوضاع وتغيير المشهد وتحميل روتين فرعي جديد وما إلى ذلك.

فوائد الحوسبة المكانية

هناك العديد من الفوائد للحوسبة المكانية للاستخدامات الشخصية والتجارية، وفيما يلي أهمها.

تجربة غامرة:إن ردود الفعل في الواقع الافتراضي والمعزز مع إمكانية التحكم بشكل أكثر طبيعية يمكن أن توفر لمستخدمي الكمبيوتر تجربة أفضل بكثير مما هو ممكن مع أشكال أخرى من الحوسبة. ويشمل ذلك العمل والتعليم والترفيه والاستخدامات الأخرى. على سبيل المثال، يتيح لك Apple Vision Pro وضع تطبيقاتك في المساحات الخاصة بك بأحجام مفضلة.
الوعي بالعالم الحقيقي:تحافظ الحوسبة المكانية على الوعي بالعالم الحقيقي من خلال تمثيل البيئة المادية للمستخدم. وتسهل هذه الميزة الجمع بين الحوسبة والمهام المادية الأخرى مثل ركوب الدراجة.
فهم أفضل:من خلال توفير محاكاة ونماذج ثلاثية الأبعاد تفاعلية بطريقة طبيعية، تسهل الحوسبة المكانية فهم المفاهيم المعقدة. وتجعل هذه الميزة تطبيقات التدريب والتعليم أكثر فعالية.
تفاعلات المستخدم المحسنة:لا تقتصر الحوسبة المكانية على مدخلات لوحة المفاتيح أو الماوس أو لوحة اللمس لأنها تستخدم إيماءات اليد والأوامر الصوتية والعين والحركات الجسدية كمدخلات.
تحسين التصورات:يمكن للمصممين والمهندسين والمعماريين تصور منتجاتهم وإبداعاتهم بشكل أفضل في بيئة ثلاثية الأبعاد غامرة باستخدام الحوسبة المكانية. تؤدي هذه الفائدة إلى زيادة إنتاجية.
انخفاض تكاليف التطوير:يمكن أن يؤدي إنشاء النماذج الأولية والاختبارات ثلاثية الأبعاد الافتراضية إلى تقليل تكلفة تطوير المنتجات من خلال جعل تطوير النماذج الأولية المادية غير ضروري.
الابتكار والتعطيل:من خلال قلب فكرة ما هو الكمبيوتر وما ليس كذلك رأسًا على عقب، تعمل الحوسبة المكانية أيضًا على دفع الابتكار لإنشاء تقنيات وخدمات جديدة من شأنها أن توفر قيمة أفضل مما هو متاح حاليًا.
التعاون والخدمات عن بعد:تسهل الحوسبة المكانية على الفرق التعاون عن بُعد كما لو كانوا في نفس المكان المادي. وينطبق هذا أيضًا على مقدمي الخدمات وعملائهم، كما هو الحال مع دعم الكمبيوتر عن بُعد.
ترفيه محسن:لا شك أن سوق الترفيه المبني على الحوسبة المكانية ضخم للغاية، وخاصة بالنسبة للألعاب المكانية (الواقع المعزز والواقع الافتراضي).
فيجيتال:الحملات التسويقية التي تجمع بين الحضور المادي والرقمي (phygital) سوف يستفيدون بسهولة من الحملات المكانية.

تكنولوجيا الحوسبة المكانية

تعتمد حركة الحوسبة المكانية على التقنيات الموجودة مسبقًا وتتطور تقنيات جديدة من تلقاء نفسها. ومع ذلك، لا تزال الصناعة في طور النمو، لذا توقع المزيد من الابتكارات في المستقبل. وفيما يلي التقنيات والاتجاهات الحالية في صناعة الحوسبة المكانية.

تتبع اليد:هذا هو استخدام حركات اليد أو الإيماءات كمدخلات إلى الكمبيوتر.
الأجهزة القابلة للارتداء واللمسية:عناصر الملابس التي توفر مدخلات للكمبيوتر أو ردود فعل للمستخدم.
التحكم الصوتي:القدرة على إصدار الأوامر أو إخبار الكمبيوتر بما يجب فعله من خلال التحدث.
تتبع العين:مراقبة اتجاه العين وحركاتها كمدخلات للكمبيوتر.
الواقع الافتراضي (VR):عرض عالم افتراضي بالكامل للمستخدم.
الحقيقة المدمجة (AR):عرض أو تركيب العناصر الافتراضية على البصر المادي.
واقع مختلط (السيد):مزيج من أوضاع عرض AR و VR.
ضربة عنيفة:التحديد والتعيين المتزامن.
كاميرا 3D:لتحديد أحجام الأشياء والمسافة بينها وبين المستخدم. تتيح لك تقنية Vision Pro من Apple التقاط صور ومقاطع فيديو مكانية بتقنية الغمر ثلاثي الأبعاد.
مكاني AI:دمج الذكاء الاصطناعي في تطبيقات الحوسبة المكانية للقيام بالكثير من الأشياء تلقائيًا.
رسم الخرائط المكانية:إنشاء خريطة رقمية ثلاثية الأبعاد لبيئة المستخدم.
الصوت المكاني:مشهد صوتي ثلاثي الأبعاد يعزز التجربة الغامرة.
التعاون المكاني:تفاعل مستخدمين متعددين في مساحة مادية مشتركة مع المحتوى الرقمي.
التحليلات المكانية:عملية تحليل البيانات المكانية للحصول على رؤى.
EdgeComputing &5 جرام:تقنيتان لتحسين الأداء بشكل كبير في الحوسبة المكانية من خلال تقليل زمن الوصول وعرض النطاق الترددي.

تطبيقات الحوسبة المكانية

فيما يلي قائمة سريعة للصناعات المختلفة التي يمكنك فيها تطبيق مفاهيم الحوسبة المكانية أو إنشاء تطبيقات مبتكرة.

الحوسبة الشخصية:من تصفح الويب إلى مشاهدة الأفلام والتقاط الصور والدردشة وحضور اجتماعات الفيديو، آبل فيجن برو تعتبر شركة مايكروسوفت رائدة في مجال الحوسبة المكانية الشخصية من خلال نظام التشغيل visionOS الخاص بها.
الرعاية الصحية:من التدريب الطبي إلى المساعدة الجراحية والاستشارات عن بعد، يمكن للحوسبة المكانية أن تساعد في توفير محاكاة أكثر واقعية ومعلومات مفصلة ودقيقة عن المريض.
تصميم:من مصممي المنتجات إلى المهندسين المعماريين ومخططي المدن، يمكن للحوسبة المكانية أن توفر طريقة أكثر إنتاجية وكفاءة للعمل الإبداعي. كما يمكنها أيضًا تقديم جولات افتراضية أفضل وعروض منتجات ومعارض فنية.
التعليم:الحوسبة المكانية هي التكنولوجيا المثالية لتطبيقات التعلم التفاعلي، حيث تسهل استكشاف الموضوعات أو إعادة إنشاء الأحداث التاريخية باستخدام الانغماس ثلاثي الأبعاد.
الألعاب والترفيه:من الألعاب الغامرة إلى حلول الواقع المختلط للصور والصوت والفيديو، فإن تطبيقات الحوسبة المكانية في الألعاب والترفيه واسعة النطاق.
خدمات البيع بالتجزئة:يمكن للتجارب الافتراضية وتصورات المنتجات أن تمكن العملاء من رؤية كيف قد تبدو الملابس ومستحضرات التجميل والإكسسوارات عليهم.
تصنيع:يمكن تقليل تكاليف النماذج الأولية والهندسة والوقت بشكل فعال باستخدام الحوسبة المكانية.
العقارات:يمكن للمستأجرين والمشترين المحتملين القيام بجولة افتراضية في العقارات التي يهتمون بها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد تطبيقات التأثيث في عرض الشكل الذي قد تبدو عليه العقارات عند تأثيثها بشكل جيد.
السياحه في زلمسي:يمكن أن توفر أدلة الواقع المعزز التفاعلية قيمة جيدة للسياح من خلال معلومات مفصلة حول المعالم والأماكن الأخرى المثيرة للاهتمام.

تحديات الحوسبة المكانية

كما يواجه التطور المستمر للحوسبة المكانية تحدياته، حيث يحاول المصممون والبناة تحديد ما يصلح وما لا يصلح على وجه التحديد، أثناء بناء الكمبيوتر المكاني المستقبلي. وفيما يلي التحديات الرئيسية.

حماية:تعاني جميع أنظمة الحوسبة أو التكنولوجيا من خلل أمني أو آخر. وهذا أمر لا مفر منه. لذا، لا يمكن للمطورين إلا أن يأملوا في اكتشاف المشكلات الأمنية وحلها قبل أن تصبح علنية.
التكلفة:تعد أجهزة الحوسبة المكانية باهظة الثمن نسبيًا مقارنة بأجهزة الكمبيوتر المكتبية والهواتف الذكية. وهذا يحد من إمكانية تطبيقها على صناعات ومستخدمين وأغراض تقنية وتعليمية معينة.
تحديات البرمجة: كنهج جديد لأجهزة الكمبيوتر، فإن الحوسبة المكانية تقدم تحديات برمجية جديدة، مثل التتبع الدقيق، والرسم والعرض الواقعي للمخرجات، وأمان البيانات، وغيرها من المهارات المطلوبة.
الخصوصية الجغرافية: تعتمد الحوسبة المكانية على موقع المستخدم للعمل، وهذا يثير مخاوف تتعلق بالخصوصية.
الاعتبارات الأخلاقية:ومن التحديات الكبرى الأخرى التي تواجه الحوسبة المكانية قضية إدمان الواقع الافتراضي. خذ على سبيل المثال الهواتف الذكية غير الغامرة، والتي خلقت مستويات مرتفعة من الاعتماد بين مستخدميها. والآن، لننظر إلى عالم الحوسبة المكانية الغامر الذي من المؤكد أنه سيخلق المزيد من مشاكل الإدمان بين المستخدمين الأصغر سنا.

العلامات التجارية البارزة في مجال الحوسبة المكانية

في حين فشلت مشاريع سماعات الرأس القابلة للارتداء مثل Google Glass الرائدة، فهناك مشاريع وعلامات تجارية أخرى تعمل على تطوير حلول الحوسبة المكانية.

الأسئلة الشائعة حول الحوسبة المكانية

فيما يلي بعض الأسئلة الشائعة حول الحوسبة المكانية والتقنيات المرتبطة بها.

س: كيف تعمل الحوسبة المكانية؟

أ: يدمج العالمين الافتراضي والمادي للمستخدم مع تمكين التفاعلات الغامرة من خلال تقنيات الواقع المعزز والواقع الافتراضي والواقع المختلط لتحسين التجارب.

س: كيف ترتبط الواقع المعزز والواقع الافتراضي والواقع المختلط بالحوسبة المكانية؟

ج: الواقع المعزز هو الواقع الافتراضي، في حين أن الواقع الافتراضي هو الواقع الافتراضي. تُستخدم كلتا التقنيتين في شاشات الحوسبة المكانية ويمكن دمجهما في الواقع المختلط أو الواقع المختلط.

س: هل الحوسبة المكانية آمنة؟

أ: كل نظام حاسوبي له مخاطره.

س: هل ستستحوذ الحوسبة المكانية على أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة؟

ج: لا أحد يستطيع التنبؤ بالمستقبل، لكنه بالتأكيد سيجد مكانه.

س: هل الحوسبة المكانية ممكنة دون الحاجة إلى أجهزة متخصصة؟

ج: نعم، يمكنك تجربة الأشكال الأساسية باستخدام الهواتف الذكية التي تدعم الواقع المعزز. ولكنك لن تحصل على أفضل النتائج إلا باستخدام الأجهزة المتخصصة.

وفي الختام

لقد وصلنا إلى نهاية هذه المقالة حول الحوسبة المكانية ومستقبل تفاعلاتنا مع أجهزة الكمبيوتر. وكما رأيتم، لا تزال هذه التكنولوجيا تتطور، مع وجود العديد من المنتجات المثيرة في الطريق.

إن الحوسبة المكانية ليست مجرد تقدم تكنولوجي؛ بل إنها تحمل وعدًا بواقع جديد لنا جميعًا. مستقبل حيث يتم دمج العالم المادي وكل قوة الحوسبة في العالم الافتراضي في واقع واحد ووضعها في متناول يديك مثل جهاز كمبيوتر محمول. سايبورغ - لتفعل بهم ما تشاء.