Mondi 3D controllati da AI: rivoluzione della tecnologia immersiva: questo è come i sogni e le foto diventano mondi 3D accessibili

Una passeggiata nella pittura da sogno? Questa AI lo rende possibile - e puoi testarlo da solo

Il mondo dell'intelligenza artificiale fa un enorme salto nel futuro tridimensionale. I KI Start-Up World Labs, fondati dal famoso ricercatore di Stanford Fei-Fei Li, ha sviluppato una tecnologia entusiasmante che genera ambienti 3D interattivi da semplici descrizioni di testo o immagini 2D. Questa innovazione consente agli utenti di immergersi in mondi 3D creati completamente artificialmente utilizzando occhiali VR come Meta Quest 3 o Apple Vision Pro.

L'applicazione "Lofi Worlds" dimostra in modo impressionante il potenziale di questa tecnologia. Gli utenti possono immergersi in un villaggio di montagna svizzera immaginaria di fronte a maestoso sfondo alpino, camminare attraverso impressionanti città steampunk con orologi artistici e torri a punta o camminare attraverso foreste da fiaba piene di funghi giganti fluorescenti. Questi mondi vanno da rappresentazioni fotografiche a fantastiche paesaggi da sogno ad ambienti stilizzati artisticamente, che espandono persino dipinti famosi come "Nighthawks" di Edward Hopper per espandere ulteriori dimensioni.

Il visionario dietro la tecnologia

Fei-Fei Li, spesso definito "madrina dell'IA", è un pioniere dell'intelligenza artificiale con eccezionali meriti sullo sviluppo della visione informatica. È noto per lo sviluppo del set di dati ImageNet, che è considerato uno dei tre pilastri della moderna rivoluzione dell'IA. Come professore di Sequoia presso la Stanford University e co-fondatrice della Stanford Institute for Human Centrated AI, porta una competenza unica nel mondo dell'intelligenza spaziale.

Li è convinto che la prossima grande fase di sviluppo nell'intelligenza artificiale sia nell'intelligenza spaziale: la capacità di comprendere gli spazi e interagire con ambienti tridimensionali. Questa competenza consentirebbe ai sistemi di intelligenza artificiale di non considerare il mondo solo come immagini bidimensionali e statiche, ma di capire come una realtà dinamica e walk-in.

Nozioni di base e innovazioni tecniche

Il cuore della tecnologia World Labs è lo Splatting gaussiano 3D, una tecnica di rendering innovativa che assembla ambienti tridimensionali da minuscole particelle di colore disposte spazialmente. Questo metodo crea immagini che assomigliano a un'opera d'arte impressionistica, poiché i singoli colori solo falsi paesaggi dalla prospettiva generale.

L'innovazione rivoluzionaria di Lofi Worlds è che questi schizzi non sono statici, ma possono reagire in modo dinamico. Si muovono delicatamente al vento, simulano il fruscio delle foglie o iniziano ad agitarsi quando vengono toccati come se fossero vivi. Questa interattività è resa possibile da Spark Technology, un rendering 3D per applicazioni Web appositamente sviluppate da World Labs.

Spark utilizza WebGL2 per il rendering degli Splat gaussiani ed è compatibile con la libreria grafica 3D diffusa tre.js. Questa combinazione garantisce un'ampia compatibilità del dispositivo e consente all'applicazione non solo di essere utilizzata su occhiali VR, ma anche su smartphone e computer desktop.

WebXR: il ponte tra web e realtà virtuale

L'accessibilità di Lofi Worlds è resa possibile dalla tecnologia WebXR, un'API Web aperta che rende disponibili esperienze coinvolgenti direttamente nel browser. WebXR sta per la realtà estesa e supporta sia la realtà virtuale che la realtà aumentata senza la necessità di download di app speciali.

Questa tecnologia rivoluziona il modo in cui viene fornito il contenuto coinvolgente perché crea un'interfaccia senza soluzione di continuità tra Web e VR. Gli sviluppatori possono creare applicazioni XR che funzionano su una varietà di dispositivi, dai dispositivi mobili alle cuffie di fascia alta. L'intervallo è massimizzato mentre lo sforzo di programmazione è ridotto al minimo.

Hardware di realtà virtuale e tracciamento delle mani

Meta Quest 3 e Apple Vision Pro rappresentano l'ultima generazione di occhiali VR autosufficiente che possono effettuare complesse applicazioni 3D senza computer esterni. Questi dispositivi hanno una tecnologia di monitoraggio delle mani integrate che consente agli utenti di interagire direttamente con gli oggetti virtuali con le mani.

Il tracciamento delle mani funziona attraverso telecamere e sensori che catturano la posizione, la profondità, la velocità e l'allineamento delle mani in tempo reale. Questi dati vengono analizzati e convertiti in una rappresentazione virtuale dei movimenti delle mani, che viene quindi integrata nell'ambiente 3D. La tecnologia consente di afferrare, manipolare o lanciare oggetti senza bisogno di controller fisici.

Intelligenza artificiale e intelligenza spaziale

World Labs persegue l'obiettivo ambizioso di sviluppare i cosiddetti sistemi Ai-Ai che possono comprendere e generare ambienti 3D persistenti, walk-in e geometricamente corretti. Questi modelli dovrebbero consentire all'IA di percepire il mondo e le persone come spaziali ed esperte fisicamente.

L'intelligenza spaziale è la capacità di immaginare spazi e interagire con gli oggetti, una competenza che combina la percezione con l'azione. Ad esempio, quando le persone vedono un bicchiere su un tavolo, il cervello elabora immediatamente la sua geometria, posizionamento e relazione con altri oggetti. Questo tipo di coscienza spaziale è fondamentale che l'IA possa davvero capire il mondo reale e interagire con esso.

Sfide e limitazioni

Nonostante i progressi impressionanti, la tecnologia ha ancora restrizioni significative. La libertà di movimento nei mondi 3D è molto limitata, dopo alcuni metri virtuali, gli utenti raggiungono limiti invisibili che distruggono l'illusione di un mondo 3D continuo. Inoltre, la risoluzione è relativamente bassa e l'immagine è spesso sfocata.

Chiunque si muova troppo lontano dalla prospettiva originale scoprirà spazi vuoti scuri negli Splat gaussiani, che colpiscono l'immersione. Questi problemi sono tipici delle prime fasi di sviluppo delle nuove tecnologie e dovrebbero essere risolti con l'ulteriore sviluppo degli algoritmi e la potenza di calcolo disponibile.

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Ambiti di applicazione e prospettive future

I possibili usi per i mondi 3D generati dall'AI sono diversi ed estesi. Nell'industria cinematografica, scene e ambienti complessi potrebbero essere creati senza fondali elaborati o team di computer grafica. Gli architetti potrebbero presentare i loro progetti in modelli 3D walk-in, mentre gli sviluppatori di giochi potrebbero generare nuovi mondi in tempo record.

Nel campo dell'educazione, si aprono opportunità completamente nuove per le esperienze di apprendimento immersive. Le ore di storia potrebbero aver luogo in ricostruzioni 3D storicamente accurate, mentre le lezioni di biologia potrebbero essere eseguite in strutture cellulari dettagliate o ecosistemi. La medicina potrebbe beneficiare della tecnologia praticando interventi chirurgici in ambienti o terapie virtuali vengono eseguiti in paesaggi rilassanti e generati artificialmente.

Rendering Technology and Visual Quality

La tecnologia di divisione gaussiana 3D utilizzata offre diversi vantaggi rispetto ai modelli di poligoni convenzionali. Invece di utilizzare strutture geometriche solide, il processo si basa su nuvole di punti dinamici che si adattano in modo flessibile a situazioni e prospettive di luce. Ciò consente un incredibile livello di dettagli in cui le migliori strutture di superficie sono riprodotte al vero all'originale.

L'aspetto impressionista causato dalla tecnica di divisione ricorda lo stile dipinto degli impressionisti francesi del XIX secolo. Come per un dipinto di Claude Monet, i singoli punti di colore si formano solo da una distanza a un'immagine coerente. Questa proprietà offre ai mondi generati artificialmente una qualità estetica speciale.

Posizione di mercato e investimenti

Nonostante la fase iniziale dello sviluppo, World Labs ha già raccolto capitali di rischio di $ 230 milioni. Gli investitori includono rinomate società di capitali di rischio come Andreessen Horowitz e New Enterprise Associates, nonché gruppi tecnologici come AMD, Intel e Nvidia. Questi considerevoli investimenti sottolineano la fiducia del settore al potenziale della tecnologia spaziale AI.

La società di 20 membri sta lavorando per realizzare la tecnologia sul mercato entro il 2025 e rivoluzionare fondamentalmente la creazione di contenuti 3D. La visione è quella di sviluppare un'intelligenza artificiale generativa che crea ambienti 3D completi e accessibili basati su descrizioni di testo o immagini individuali.

Effetti sociali e culturali

Lo sviluppo di mondi 3D generati dall'AI potrebbe avere effetti sociali di vasta portata. Da un lato, democratizza la creazione di contenuti 3D di alta qualità, poiché non è richiesta alcuna conoscenza speciale nella modellazione 3D o nell'animazione. D'altra parte, solleva domande sull'autenticità e sul valore della creatività umana.

Nel settore dell'intrattenimento, potrebbero sviluppare nuove forme di narrazione, in cui gli spettatori non sono solo consumatori passivi, ma diventano anche partecipanti attivi alle storie. Le esperienze coinvolgenti potrebbero fondamentalmente cambiare la tradizionale comprensione dei media e dell'intrattenimento.

Sfide e soluzioni tecniche

Lo sviluppo di modelli di grandi dimensioni rappresenta sfide tecniche significative. L'elaborazione di milioni di token da dati video e linguistici richiede approcci innovativi alla gestione e al calcolo dell'archiviazione. World Labs utilizza tecniche avanzate come l'adattamento ad anello per allenarsi su lunghe sequenze e aumentare gradualmente la dimensione del contesto da 4.000 a un milione di token.

La qualità dei mondi generati dipende fortemente dalla qualità di formazione dei modelli AI sottostanti. Più vari ed estesi sono i dati di formazione, più realistici e dettagliati gli ambienti 3D generati. La sfida è quella di raccogliere ed elaborare dati 3D sufficientemente di alta qualità.

Confronto con i tradizionali metodi di creazione 3D

La modellazione 3D tradizionale richiede software specializzati come Blender o Maya e anni di esperienza nella progettazione 3D. Il processo richiede tempo e richiede una conoscenza dettagliata di geometria, consistenza e illuminazione. I mondi 3D generati ai, d'altra parte, possono essere creati in minuti o ore in base a semplici descrizioni di testo o immagini di riferimento.

Questo aumento dell'efficienza potrebbe rivoluzionare l'industria 3D, simile ai generatori di testo ha influenzato l'industria della scrittura. Gli artisti 3D professionisti potrebbero spostare il loro ruolo dalla creazione manuale alla cura e al perfezionamento dei contenuti generati dall'IA.

Outlook e sviluppo futuro

Il futuro dei mondi 3D generati dall'IA promette entusiasmanti sviluppi. Con l'ulteriore sviluppo della tecnologia, la qualità, dettagliata e interattività degli ambienti generati vengono continuamente migliorati. L'integrazione con altri sistemi di intelligenza artificiale come modelli vocali e tecnologia dei robot potrebbe aprire campi di applicazione completamente nuovi.

In medicina, i sensori intelligenti controllati dall'intelligenza artificiale potrebbero migliorare la cura dei pazienti monitorando l'igiene del personale clinico o registrando l'uso di strumenti chirurgici. Un futuro in cui i robot autonomi trasportano forniture mediche, conduce chirurghi di realtà aumentati e pazienti con gravi bracci robot di controllo della paralisi con i loro pensieri, è a portata di mano.

Lo sviluppo di laboratori mondiali e aziende simili mostra che siamo all'inizio di una nuova era di intelligenza spaziale. I computer e i robot sono dotati della capacità di concludere e interagire con il mondo tridimensionale. Questi sistemi digitali potrebbero diventare partner affidabili nel nostro sforzo di comprendere e migliorare il mondo.

La tecnologia World Labs è più di una semplice innovazione tecnica: è una finestra per un futuro in cui i confini tra il mondo fisico e il mondo digitale sfocano. Con ogni progresso nell'intelligenza spaziale, ci avviciniamo a un mondo in cui l'IA non solo elabora le informazioni, ma comprende anche le stanze, crea e interagiscono con loro.

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Konrad Wolfenstein

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