Spatial Computing: Bedeutung und Nutzen

räumlich Computing ist ein System, das natürliche menschliche Handlungen als Input für die Computersteuerung einbezieht und gleichzeitig den wahrgenommenen 3D-Raum als Leinwand zum Zeichnen von Texten, Bildern und Videos nutzt.

Zu diesen natürlichen menschlichen Handlungen gehören Handgesten, Sprache, Kopfbewegungen und die physische Bewegung von Punkt A nach B. Ein räumlicher Computer fügt sich daher in die physische Umgebung seines Benutzers ein.

Dieser Beitrag befasst sich mit der räumlichen Computertechnologie und was sie für die Zukunft der Mensch-Computer-Interaktionen bereithält. Es beleuchtet die Vorteile, Herausforderungen, Anwendungen und aufkommenden Trends auf dem Markt.

Was ist räumliches Rechnen?

Spatial Computing ist ein sich weiterentwickelndes Konzept, das mithilfe neuer Hardware die Grenzen zwischen der realen und der virtuellen Welt verwischt. Spatial Computing ist per se keine spezifische Technologie. Es handelt sich vielmehr um einen Überbegriff, der zahlreiche Technologien – darunter Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), Mixed Reality (MR), Internet of Things (IoT) – zu einer technologischen Revolution vereint.

Market.us schätzt den aktuellen Markt für räumliches Computing und IoT auf 120 Milliarden US-Dollar und prognostiziert, dass er bis 620 auf 2032 Milliarden US-Dollar anwachsen wird. Prophecy Market Insights (PMI)schätzt den Markt jedoch auf 87.5 Milliarden US-Dollar, mit einer Schätzung von 2032 Milliarden US-Dollar im Jahr 516.

Indem ein räumlicher Computer einen neuen Ansatz für die Mensch-Computer-Schnittstelle bietet, ermöglicht er seinem Benutzer, viele Vorteile zu erzielen, die sonst nicht möglich wären. Dazu gehört das verbesserte Benutzererlebnis der 3D-Immersion für Bildung, Architektur, Industriedesign usw. Dann gibt es noch Spiele und andere Arten von Unterhaltung sowie andere kommende Lösungen.

Spatial Computing bringt auch Herausforderungen mit sich, die seine Masseneinführung erschweren. Eine dieser Herausforderungen sind die hohen Kosten der speziellen Hardware, die oft für einen räumlichen Computer benötigt wird, was wiederum zu einem geringeren Grad an Nutzung, Erfahrung, Forschung und Entwicklung führt, was den Gesamtfortschritt in der Branche verlangsamt.

Wie funktioniert Spatial Computing?

Spatial Computing unterscheidet sich von anderen Computeransätzen durch seinen Fokus auf die Umgebung des Benutzers. Ein räumlicher Computer versucht, seine Ausgabeanzeige basierend auf dem Standort und der Ausrichtung des Benutzers konsistent neu zu erstellen.

Obwohl es keinen festen Ansatz für die Erstellung eines räumlichen Computers gibt, sind die folgenden Schritte notwendig, um das Ziel zu erreichen, das Feedback basierend auf den körperlichen Aktivitäten des Benutzers ständig weiterzuentwickeln.

Die Umwelt wahrnehmen: Raumcomputer enthalten Sensoren und Kameras, die Informationen aus der Umgebung des Benutzers zur weiteren Verarbeitung erfassen. Angenommen, der Benutzer trägt eine Kopfbedeckung, dann enthält diese Kopfbedeckung Sensoren, die erkennen, wann der Benutzer nach Süden, Norden usw. blickt. Abhängig von der Anwendung erfasst das Gerät möglicherweise weitere Bilder aus der Umgebung zur weiteren Verarbeitung. Es gibt auch Tiefenkameras, mit denen sich 3D-Objekte einfach identifizieren und vermessen lassen.
Kartierung der Umgebung: Der nächste Schritt nach der Datenerfassung durch Sensoren besteht darin, eine 3D-Darstellung der Benutzerumgebung zu erstellen. Dieser Prozess wird als räumliche Kartierung bezeichnet und ist aus vielen Gründen nützlich – einschließlich Bewegungsplanung, Kollisionsvermeidung und einer besseren Verschmelzung der physischen und virtuellen Welt.
Überlagerung digitaler Inhalte: Abhängig von der Anwendung werden nun die digitalen Inhalte über die reale Weltansicht gelegt. Virtual-Reality-Systeme überlagern die gesamte räumliche Karte mit all ihren Objekten, Bildern und Texten, während Augmented-Reality- und Mixed-Reality-Systeme die benötigten virtuellen Inhalte an bestimmten Stellen anbringen.
Umgang mit Benutzereingaben: Da die Benutzeroberfläche nun angezeigt wird und aktiv ist, geht das System in eine Schleife und wartet auf Benutzereingaben. Diese Eingaben können von physischen Bewegungen, Handgesten, Sprachbefehlen, speziellen Controllern oder anderen Eingabemethoden stammen, die der Benutzer verwendet, um durch das System zu navigieren oder seine Objekte zu manipulieren. Jede Benutzereingabe wird erfasst und entsprechend behandelt.
Anpassungen in Echtzeit: Der letzte Schritt ist das erneute Rendern des digitalen Inhalts, um die neuen Benutzereingaben oder deren Auswirkungen einzubeziehen. Dies kann von kleinen Ereignissen wie dem Animieren einer angeklickten Schaltfläche bis hin zu umfangreicheren Vorgängen wie dem Wechseln des Modus, dem Ändern der Szenerie, dem Laden einer neuen Unterroutine usw. reichen.

Vorteile von Spatial Computing

Es gibt viele Vorteile von Spatial Computing für private und geschäftliche Zwecke, und hier sind die wichtigsten.

Immersive Erfahrung: Sowohl Virtual-Reality- als auch Augmented-Reality-Feedback mit der Möglichkeit natürlicherer Steuerungen können Computerbenutzern ein viel besseres Erlebnis bieten, als dies mit anderen Computerformen möglich ist. Dazu gehören Arbeit, Bildung, Unterhaltung und andere Verwendungszwecke. Mit dem Apple Vision Pro können Sie beispielsweise Ihre Apps in Ihren eigenen Räumen in der gewünschten Größe positionieren.
Bewusstsein für die reale Welt: Spatial Computing erhält das Bewusstsein für die reale Welt aufrecht, indem es die physische Umgebung des Benutzers darstellt. Diese Funktion erleichtert die Kombination von Computeraktivitäten mit anderen körperlichen Aufgaben wie Fahrradfahren.
Besseres Verstehen: Durch die Bereitstellung interaktiver 3D-Simulationen und -Modelle auf natürliche Weise erleichtert Spatial Computing das Verständnis komplexer Konzepte. Dieser Vorteil macht Schulungs- und Ausbildungsanwendungen effektiver.
Verbesserte Benutzerinteraktionen: Spatial Computing ist nicht auf Tastatur-, Maus- oder Touchpad-Eingaben beschränkt, da es Handgesten, Sprachbefehle, Augen- und Körperbewegungen als Eingabe verwendet.
Bessere Visualisierungen: Designer, Ingenieure und Architekten können ihre Produkte und Kreationen mithilfe von Spatial Computing besser in einer immersiven 3D-Umgebung visualisieren. Dieser Vorteil führt zu einer höheren PRODUKTIVITÄT.
Niedrigere Entwicklungskosten: Virtuelles 3D-Prototyping und -Testen kann die Entwicklungskosten von Produkten senken, indem es die Entwicklung physischer Prototypen überflüssig macht.
Innovation und Störung: Indem Spatial Computing die Vorstellung davon, was ein Computer ist und was nicht, auf den Kopf stellt, treibt es auch Innovationen voran, um neue Technologien und Dienste zu schaffen, die einen besseren Mehrwert bieten als das, was derzeit verfügbar ist.
Remote-Zusammenarbeit und -Dienste: Spatial Computing erleichtert Teams die Remote-Zusammenarbeit, als ob sie sich im selben physischen Raum befänden. Dies gilt gleichermaßen für Dienstleister und deren Kunden, beispielsweise bei der Remote-Computerunterstützung.
Verbesserte Unterhaltung: Ohne Zweifel ist der Markt für Spatial-Computing-basierte Unterhaltung riesig, insbesondere für Spatial-Gaming (AR & VR).
phygital: Marketingkampagnen, die eine physische und digitale Präsenz kombinieren (Phygital) werden leicht von räumlichen Kampagnen profitieren.

Spatial Computing-Technologien

Die Spatial-Computing-Bewegung baut auf bereits vorhandenen Technologien auf und entwickelt selbstständig neue. Die Branche befindet sich jedoch noch in der Entwicklung, sodass in Zukunft mit weiteren Innovationen zu rechnen ist. Hier finden Sie die aktuellen Technologien und Trends in der Spatial-Computing-Branche.

Handverfolgung: Dies ist die Verwendung von Handbewegungen oder Gesten als Eingabe für den Computer.
Wearables & Haptik: Kleidungsstücke, die dem Computer Eingaben oder Rückmeldungen an den Benutzer geben.
Stimmenkontrolle: Fähigkeit, dem Computer durch Sprechen Befehle zu geben oder ihm mitzuteilen, was er tun soll.
Eye Tracking: Überwachung der Augenrichtung und -bewegungen als Computereingabe.
Virtuelle Realität (VR): Die Darstellung einer vollständig virtuellen Welt für den Benutzer.
Augmented Reality (AR): Die Anzeige oder Überlagerung virtueller Elemente im physischen Sehen.
Mixed Reality (MR): Eine Kombination aus AR- und VR-Anzeigemodi.
SLAM: Gleichzeitige Lokalisierung und Kartierung.
3D-Kamera: Zum Erfassen von Objektgrößen und Entfernung vom Benutzer. Mit Apples Vision Pro können Sie räumliche Bilder und Videos in 3D-Immersion aufnehmen.
räumlich AI: Die Integration künstlicher Intelligenz in räumliche Computeranwendungen, um viele Dinge automatisch zu erledigen.
Räumliche Kartierung: Die Erstellung einer digitalen 3D-Karte der Umgebung des Benutzers.
Raumklang: Eine 3D-Klanglandschaft, die das immersive Erlebnis verstärkt.
Räumliche Zusammenarbeit: Die Interaktion mehrerer Benutzer in einem gemeinsamen physischen Raum mit digitalen Inhalten.
Raumanalyse: Der Prozess der Analyse räumlicher Daten zur Gewinnung von Erkenntnissen.
Edge Computing & 5gr: Zwei Technologien zur erheblichen Verbesserung der Leistung im räumlichen Computing durch Reduzierung von Latenz und Bandbreite.

Anwendungen des räumlichen Rechnens

Hier ist eine kurze Liste der verschiedenen Branchen, in denen Sie Spatial-Computing-Konzepte anwenden oder disruptive Anwendungen erstellen können.

Personalcomputer: Vom Surfen im Internet über das Ansehen von Filmen, das Aufnehmen von Bildern, das Chatten und die Teilnahme an Videokonferenzen – Apples Vision Pro leistet mit visionOS Pionierarbeit im Personal Spatial Computing.
Gesundheitswesen: Von medizinischer Ausbildung über chirurgische Assistenz bis hin zu Fernkonsultationen kann Spatial Computing dazu beitragen, realistischere Simulationen und detaillierte, genaue Informationen über einen Patienten bereitzustellen.
Design: Von Produktdesignern bis hin zu Architekten und Stadtplanern kann Spatial Computing eine produktivere und effizientere Methode für kreatives Arbeiten bieten. Es kann auch bessere virtuelle Rundgänge, Produktpräsentationen und Kunstausstellungen bieten.
Bildung: Spatial Computing ist die ideale Technologie für interaktive Lernanwendungen, da es die Erkundung von Themen oder die Nachbildung historischer Ereignisse durch 3D-Immersion erleichtert.
Spiele & Unterhaltung: Von immersiven Spielen bis hin zu Mixed-Reality-Lösungen für Bilder, Ton und Videos – die Anwendungen des Spatial Computing in Spielen und Unterhaltung sind vielfältig.
Kleidung: Durch virtuelle Anproben und Produktvisualisierungen können Kunden sehen, wie Kleidung, Make-up und Accessoires an ihnen aussehen könnten.
Fertigung: Prototyping-, Engineering-Kosten und -Zeit können mit Spatial Computing effektiv reduziert werden.
Immobilien: Potenzielle Mieter und Käufer können Immobilien, an denen sie interessiert sind, virtuell besichtigen. Darüber hinaus können Einrichtungsanwendungen dabei helfen, zu zeigen, wie die Immobilien aussehen könnten, wenn sie gut eingerichtet sind.
Tourismus: Interaktive Augmented-Reality-Reiseführer können Touristen mit detaillierten Informationen zu Sehenswürdigkeiten und anderen interessanten Orten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.

Herausforderungen des Spatial Computing

Die ständige Weiterentwicklung der räumlichen Datenverarbeitung bringt auch ihre Herausforderungen mit sich, da Designer und Bauherren beim Bau des räumlichen Computers von morgen versuchen, genau herauszufinden, was funktioniert und was nicht. Hier liegen die größten Herausforderungen.

Sicherheit: Alle Computer- oder Technologiesysteme weisen die eine oder andere Sicherheitslücke auf. Das ist unvermeidlich. Daher können Entwickler nur hoffen, Sicherheitsprobleme zu entdecken und zu lösen, bevor sie öffentlich werden.
Kosten: Spatial-Computing-Hardware ist im Vergleich zu Desktops und Smartphones relativ teuer. Dies schränkt seine Anwendbarkeit auf bestimmte Branchen, Benutzer, technische und pädagogische Zwecke ein.
Programmierherausforderungen: Als neuer Ansatz für Computer stellt Spatial Computing neue Programmierherausforderungen dar, wie z. B. genaue Verfolgung, realistische Darstellung und Anzeige der Ausgabe, Datensicherheit und andere erforderliche Fähigkeiten.
Geo-Datenschutz: Spatial Computing ist für seine Funktion auf den Standort des Benutzers angewiesen, was Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes aufwirft.
Ethische Überlegungen: Eine weitere große Herausforderung für Spatial Computing ist die Sucht nach virtueller Realität. Nehmen wir zum Beispiel das nicht-immersive Smartphone, das bei seinen Nutzern ein erhöhtes Maß an Abhängigkeit geschaffen hat. Und jetzt bedenken Sie die immersive Welt des Spatial Computing, die bei jüngeren Nutzern mit Sicherheit noch mehr Suchtprobleme hervorrufen wird.

Bemerkenswerte Spatial-Computing-Marken

Während tragbare Headset-Projekte wie das bahnbrechende Google Glass gescheitert sind, gibt es andere Projekte und Marken, die Spatial-Computing-Lösungen entwickeln.

Häufig gestellte Fragen zum räumlichen Computing

Hier finden Sie einige häufig gestellte Fragen zum Spatial Computing und den damit verbundenen Technologien.

F: Wie funktioniert Spatial Computing?

A: Es verbindet die virtuelle und die physische Welt eines Benutzers und ermöglicht gleichzeitig immersive Interaktionen durch AR-, VR- und MR-Technologien für verbesserte Erlebnisse.

F: In welcher Beziehung stehen AR, VR und MR zum Spatial Computing?

A: AR ist Augmented Reality, während VR virtuelle Realität ist. Beide Technologien werden für räumliche Computerdarstellungen verwendet und können als MR oder Mixed Reality kombiniert werden.

F: Ist Spatial Computing sicher?

A: Jedes Computersystem birgt seine Risiken.

F: Wird Spatial Computing Desktop- und Mobilcomputer ersetzen?

A: Niemand kann die Zukunft vorhersagen. Aber es wird sicherlich seine Nische erobern.

F: Ist räumliches Rechnen ohne spezielle Hardware möglich?

A: Ja, Sie können Grundformen mit AR-fähigen Smartphones erleben. Die besten Ergebnisse erzielen Sie jedoch nur mit spezieller Hardware.

Schlussfolgerung

Wir sind am Ende dieses Beitrags über räumliches Computing und die Zukunft unserer Interaktionen mit Computern angelangt. Und wie Sie gesehen haben, entwickelt sich diese Technologie immer noch weiter und viele spannende Produkte sind noch auf dem Weg.

Spatial Computing ist nicht nur ein technologischer Fortschritt; es birgt das Versprechen einer neuen Realität für uns alle. Eine Zukunft, in der die physische Welt und die gesamte Rechenleistung der virtuellen Welt zu einer Realität verschmelzen und Ihnen wie ein Fingerspitzengefühl zur Verfügung stehen Cyborg – mit ihnen machen, was du willst.