Calcolo spaziale: significato e vantaggi

Spaziale informatica è un sistema che incorpora le azioni umane naturali come input per il controllo del computer mentre utilizza lo spazio 3D percepito come tela per disegnare testo, immagini e video.

Queste azioni umane naturali includono i gesti delle mani, la parola, i movimenti della testa e il movimento fisico dal punto A al punto B. Un computer spaziale, quindi, si fonde con l'ambiente fisico del suo utente.

Questo post esamina la tecnologia di calcolo spaziale e ciò che riserva per il futuro delle interazioni uomo-computer. Fa luce sui vantaggi, le sfide, le applicazioni e le tendenze emergenti nel mercato.

Cos'è il calcolo spaziale?

Il calcolo spaziale è un concetto in evoluzione che sta offuscando i confini tra il mondo reale e quello virtuale utilizzando nuovi set di hardware. Il calcolo spaziale non è una tecnologia specifica, di per sé. Piuttosto, è un termine generico che combina numerose tecnologie - tra cui la realtà virtuale (VR), la realtà aumentata (AR), la realtà mista (MR), l'Internet of Things (IoT) - in una rivoluzione tecnologica.

Mercato.us stima l'attuale mercato dell'informatica spaziale e dell'IoT a 120 miliardi di dollari, con proiezioni di crescita fino a 620 miliardi di dollari entro il 2032. Profezia Market Insights (PMI), tuttavia, stima il mercato a $ 87.5 miliardi, con una stima per il 2032 di $ 516 miliardi.

Offrendo un nuovo approccio all'interfaccia uomo-macchina, un computer spaziale consente al suo utente di ottenere molti vantaggi che altrimenti non sarebbero possibili. Ciò include l'esperienza utente migliorata dell'immersione 3D per l'istruzione, l'architettura, il design industriale e così via. Poi ci sono giochi e altri tipi di intrattenimento, oltre ad altre soluzioni in arrivo.

Il calcolo spaziale presenta anche sfide che rendono più difficile la sua adozione di massa. Una di queste sfide è l'alto costo dell'hardware specializzato spesso necessario per un computer spaziale, che a sua volta porta a livelli inferiori di utilizzo, esperienza, ricerca e sviluppo che rallentano il progresso complessivo del settore.

Come funziona il calcolo spaziale?

Il calcolo spaziale si differenzia da altri approcci informatici per la sua attenzione all'ambiente dell'utente. Un computer spaziale cerca di ricreare in modo coerente la visualizzazione dell'output in base alla posizione e all'orientamento dell'utente.

Sebbene non esista un approccio fisso alla creazione di un computer spaziale, i seguenti passaggi sono necessari per raggiungere l'obiettivo di un feedback in continua evoluzione basato sulle attività fisiche dell'utente.

1. Percepire l'ambiente: I computer spaziali contengono sensori e telecamere che catturano informazioni dall'ambiente dell'utente per un'ulteriore elaborazione. Supponendo che l'utente stia indossando un copricapo, questo copricapo conterrà sensori per sapere quando l'utente è rivolto a sud, nord e così via. A seconda dell'applicazione, il dispositivo potrebbe raccogliere ulteriormente le immagini dall'ambiente per un'ulteriore elaborazione. Esistono anche telecamere di profondità che facilitano l'identificazione e la misurazione di oggetti 3D. 
2. Mappatura dell'ambiente: Il passo successivo dopo l'acquisizione dei dati attraverso i sensori è creare una rappresentazione 3D dell'ambiente dell'utente. Questo processo è chiamato mappatura spaziale ed è utile per molte ragioni, tra cui la pianificazione del movimento, la prevenzione delle collisioni e una migliore fusione del mondo fisico e virtuale.
3. Sovrapposizione di contenuti digitali: A seconda dell'applicazione, il contenuto digitale è ora sovrapposto alla visualizzazione del mondo reale. I sistemi di realtà virtuale sovrapporranno l'intera mappa spaziale con tutti i suoi oggetti, immagini e testo, mentre i sistemi di realtà aumentata e di realtà mista collegheranno il contenuto virtuale necessario in punti specifici.
4. Gestione dell'input dell'utente: Ora che l'interfaccia è visualizzata e attiva, il sistema entra in un ciclo in attesa degli input dell'utente. Questi input possono provenire da movimenti fisici, gesti delle mani, comandi vocali, controller speciali o qualsiasi altro metodo di input utilizzato dall'utente per navigare nel sistema o manipolarne gli oggetti. Ogni input dell'utente viene catturato e gestito in modo appropriato.
5. Regolazioni in tempo reale: Il passaggio finale è il re-rendering del contenuto digitale per includere i nuovi input dell'utente oi loro effetti. Ciò potrebbe variare da piccoli eventi come l'animazione di un pulsante cliccato a operazioni più estese come cambiare modalità, cambiare lo scenario, caricare una nuova sub-routine e così via.

Vantaggi del calcolo spaziale

Ci sono molti vantaggi dell'informatica spaziale per usi personali e aziendali, e qui ci sono i principali.

• Esperienza immersiva: Sia il feedback della realtà virtuale che quello della realtà aumentata con la capacità di controlli più naturali possono offrire agli utenti di computer un'esperienza molto migliore di quanto sia possibile con altre forme di elaborazione. Ciò include lavoro, istruzione, intrattenimento e altri usi. L'Apple Vision Pro, ad esempio, ti consente di posizionare le tue app nei tuoi spazi alle dimensioni preferite.
• Consapevolezza del mondo reale: Il calcolo spaziale mantiene la consapevolezza del mondo reale rappresentando l'ambiente fisico dell'utente. Questa funzione semplifica la combinazione del calcolo con altre attività fisiche come andare in bicicletta.
• Miglior comprensione: Fornendo simulazioni e modelli 3D interattivi in ​​modo naturale, il calcolo spaziale facilita la comprensione di concetti complessi. Questo vantaggio rende le applicazioni di formazione e istruzione più efficaci.
• Interazioni utente migliorate: Il calcolo spaziale non si limita agli input da tastiera, mouse o touchpad perché utilizza come input i gesti delle mani, i comandi vocali, gli occhi e i movimenti fisici.
• Migliori visualizzazioni: Designer, ingegneri e architetti possono visualizzare meglio i loro prodotti e le loro creazioni in un ambiente 3D coinvolgente utilizzando il calcolo spaziale. Questo vantaggio porta a un aumento della produttività.
• Costi di sviluppo inferiori: La prototipazione e il test 3D virtuali possono ridurre i costi di sviluppo dei prodotti rendendo superfluo lo sviluppo di prototipi fisici.
• Innovazione e rottura: Capovolgendo l'idea di cosa sia e cosa non sia un computer, il calcolo spaziale sta anche guidando l'innovazione per creare nuove tecnologie e servizi che offriranno un valore migliore rispetto a quanto è attualmente disponibile.
• Collaborazione e servizi remoti: Il calcolo spaziale rende più facile per i team collaborare in remoto come se si trovassero nello stesso spazio fisico. Ciò vale anche per i fornitori di servizi e i loro clienti, ad esempio con il supporto del computer remoto.
• Intrattenimento migliorato: Senza dubbio, il mercato dell'intrattenimento basato sul calcolo spaziale è enorme, specialmente per i giochi spaziali (AR e VR).
• phygital: Campagne di marketing che combinano una presenza fisica e digitale (phygital) beneficeranno facilmente delle campagne spaziali.

Tecnologie informatiche spaziali

Il movimento dell'informatica spaziale si basa su tecnologie preesistenti e ne evolve di nuove da solo. Tuttavia, l'industria è ancora in via di sviluppo, quindi aspettati altre innovazioni in futuro. Ecco le attuali tecnologie e tendenze nel settore dell'informatica spaziale.

• Monitoraggio manuale: Questo è l'uso di movimenti o gesti delle mani come input per il computer.
• Dispositivi indossabili e aptico: articoli di abbigliamento che forniscono input al computer o feedback all'utente.
• Voice Control: Capacità di comandare o dire al computer cosa fare parlando.
• Tracciamento oculare: monitoraggio della direzione e dei movimenti dell'occhio come input del computer.
• Realtà virtuale (VR): La visualizzazione di un mondo completamente virtuale all'utente.
• Augmented Reality (AR): La visualizzazione o la sovrapposizione di elementi virtuali sulla vista fisica.
• Mixed Reality (MR): una combinazione di modalità di visualizzazione AR e VR.
• SLAM: Localizzazione e mappatura simultanee.
• 3D Camera: Per rilevare le dimensioni degli oggetti e la distanza dall'utente. Vision Pro di Apple ti consente di acquisire immagini e video spaziali in immersione 3D.
• Spaziale AI: L'integrazione dell'intelligenza artificiale nelle applicazioni di calcolo spaziale per fare automaticamente molte cose.
• Mappatura spaziale: La creazione di una mappa digitale 3D dell'ambiente dell'utente.
• Audio spaziale: Un paesaggio sonoro 3D che migliora l'esperienza immersiva.
• Collaborazione spaziale: L'interazione di più utenti in uno spazio fisico condiviso con contenuti digitali.
• Analisi spaziale: Il processo di analisi dei dati spaziali per approfondimenti.
• EdgeComputing & 5 g: due tecnologie per migliorare notevolmente le prestazioni nel calcolo spaziale riducendo la latenza e la larghezza di banda.

Applicazioni del calcolo spaziale

Ecco un breve elenco dei diversi settori in cui è possibile applicare concetti di calcolo spaziale o creare applicazioni dirompenti.

• Informatica personale: dalla navigazione sul Web alla visione di film, allo scatto di foto, alla chat e alla partecipazione a videoconferenze, Vision Pro di Apple è pioniere del personal space computing con il suo visionOS.
• Sistema Sanitario: Dalla formazione medica all'assistenza chirurgica e alle consultazioni a distanza, il calcolo spaziale può aiutare a fornire simulazioni più realistiche e informazioni dettagliate e accurate su un paziente.
• Progettazione: Dai progettisti di prodotti agli architetti e agli urbanisti, il calcolo spaziale può fornire un metodo di lavoro creativo più produttivo ed efficiente. Può anche offrire migliori passaggi virtuali, presentazioni di prodotti e mostre d'arte.
• Istruzione: Il calcolo spaziale è la tecnologia ideale per le applicazioni di apprendimento interattivo, in quanto semplifica l'esplorazione di argomenti o la ricreazione di eventi storici utilizzando l'immersione 3D.
• Giochi e intrattenimento: Dai giochi immersivi alle soluzioni di realtà mista per immagini, audio e video, le applicazioni del calcolo spaziale nei giochi e nell'intrattenimento sono vaste.
• Retail: Le prove virtuali e le visualizzazioni dei prodotti possono consentire ai clienti di vedere come potrebbero apparire vestiti, trucchi e accessori.
• Produzione: La prototipazione, i costi di progettazione e il tempo possono essere efficacemente ridotti con il calcolo spaziale.
• Immobiliare: I potenziali affittuari e acquirenti possono visitare virtualmente le proprietà a cui sono interessati. Inoltre, le applicazioni di arredamento possono aiutare a mostrare come possono apparire le proprietà quando sono ben arredate.
• Turismo: Le guide interattive in realtà aumentata possono offrire un buon rapporto qualità-prezzo ai turisti con informazioni dettagliate sui punti di riferimento e altri luoghi interessanti.

Sfide del calcolo spaziale

Anche la continua evoluzione dell'informatica spaziale ha le sue sfide, poiché progettisti e costruttori cercano di capire esattamente cosa funziona e cosa no, mentre costruiscono il computer spaziale di domani. Ecco le principali sfide.

• Sicurezza: Tutti i sistemi informatici o tecnologici hanno una falla di sicurezza o l'altra. Questo è inevitabile. Pertanto, gli sviluppatori possono solo sperare di scoprire e risolvere i problemi di sicurezza prima che diventino pubblici.
• Costo: L'hardware di calcolo spaziale è relativamente costoso rispetto a desktop e smartphone. Ciò limita la sua applicabilità a determinati settori, utenti, scopi tecnici ed educativi.
• Sfide di programmazione: Come nuovo approccio ai computer, il calcolo spaziale presenta nuove sfide di programmazione, come tracciamento accurato, rendering realistico e visualizzazione dell'output, sicurezza dei dati e altre competenze richieste.
• Privacy geografica: Il calcolo spaziale si basa sulla posizione dell'utente per funzionare e questo solleva problemi di privacy.
• Considerazioni etiche: Un'altra grande sfida per il calcolo spaziale è la questione della dipendenza dalla realtà virtuale. Prendiamo ad esempio lo smartphone non immersivo, che ha creato elevati livelli di dipendenza nei suoi utenti. E ora, considera il mondo immersivo dell'informatica spaziale che sicuramente creerà più problemi di dipendenza con gli utenti più giovani.

Notevoli marchi di calcolo spaziale

Mentre i progetti di cuffie indossabili come i pionieristici Google Glass hanno fallito, ecco altri progetti e marchi che stanno sviluppando soluzioni di calcolo spaziale.

• Apple Vision Pro
• Oculus
• Ombra
• Pimax
• HoloLens
• HTC Vive
• Verginisti
• magia Leap
• Cercando vetro

Domande frequenti sul calcolo spaziale

Ecco alcune domande frequenti sull'informatica spaziale e le relative tecnologie.

D: Come funziona il calcolo spaziale?

R: Unisce il mondo virtuale e quello fisico dell'utente, consentendo interazioni coinvolgenti attraverso le tecnologie AR, VR e MR per esperienze avanzate.

D: In che modo AR, VR e MR si relazionano al calcolo spaziale?

R: AR è realtà aumentata, mentre VR è realtà virtuale. Entrambe le tecnologie sono utilizzate per i display di calcolo spaziale e possono essere combinate come MR o Mixed Reality.

D: Il calcolo spaziale è sicuro?

R: Ogni sistema informatico ha i suoi rischi.

D: Il calcolo spaziale prenderà il posto dei computer desktop e mobili?

R: Nessuno può prevedere il futuro. Ma sicuramente si ritaglierà la sua nicchia.

D: Il calcolo spaziale è possibile senza hardware specializzato?

R: Sì, puoi provare i moduli di base con gli smartphone abilitati alla realtà aumentata. Ma otterrai i migliori risultati solo con hardware specializzato. 

Conclusione

Siamo giunti alla fine di questo post sull'informatica spaziale e il futuro delle nostre interazioni con i computer. E come avete visto, questa tecnologia è ancora in evoluzione, con molti prodotti entusiasmanti ancora in arrivo.

Il calcolo spaziale non è solo un progresso tecnologico; detiene la promessa di una nuova realtà per tutti noi. Un futuro in cui il mondo fisico e tutta la potenza di calcolo del mondo virtuale si fondono in un'unica realtà e sono a portata di mano come un cyborg – fare con loro, quello che vuoi.