Engenharia imersiva, cooperação colaborativa e o que isso tem a ver com o metaverso

Engenharia imersiva e cooperação colaborativa em metaverso industrial: uma simbiose transformadora

O mundo da produção industrial é um tipo completamente novo de desenvolvimento de produtos, com meta -versões da indústria 4.0 e industrial no limiar, impulsionado pela fusão de engenharia imersiva, métodos avançados de cooperação e tecnologias emergentes do Metaverse. Enquanto o meta -verso em geral - geralmente em conexão com entretenimento e mídia social - ainda está lutando por sua relevância econômica, surge uma área específica que já está atuando como um impulsionador da economia real: metaverso industrial. Esse desenvolvimento promete não menos que uma mudança de paradigma na maneira como os produtos são projetados, desenvolvidos, fabricados, fabricados e com manutenção.

Este relatório ilumina os aspectos de camadas múltiplas dessa transformação e analisa as implicações tecnológicas, organizacionais e econômicas que resultam da integração de engenharia imersiva e trabalho colaborativo em metaverse industrial. Contamos com as descobertas de iniciativas de pesquisa atuais e projetos industriais pioneiros, a fim de desenhar uma imagem abrangente das oportunidades e desafios que esse desenvolvimento traz.

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Fundamentos tecnológicos de engenharia imersiva em metaverse

O metaverso industrial baseia -se em várias tecnologias -chave que permitem uma dimensão completamente nova do desenvolvimento e produção de produtos em sua combinação. No centro desta revolução tecnológica está a engenharia imersiva, que permite que engenheiros e designers mergulhem em ambientes virtuais e interativos e interajam com modelos e simulações digitais como se fossem reais.

Ecossistemas XR em rede como base de infra -estrutura

Um pré-requisito fundamental para a realização do meta-severso industrial são ecossistemas XR poderosos e em rede (XR significa realidade estendida, um termo abrangente para realidade virtual, realidade aumentada e realidade mista). Os óculos de realidade virtual tradicional, embora já estabelecidos em muitas áreas, geralmente atingem seus limites em exigências de aplicações industriais. É aqui que entra o desenvolvimento de infra-estruturas progressivas de XR, que vão além de monitores simples montados na cabeça.

Iniciativas como a instância de Fraunhofer IAO demonstram o caminho para o futuro. Uma infraestrutura intersetorial de hardware e software é criada aqui com base em sistemas complexos. Em vez de óculos VR, projetores de alta resolução, poderosos arquiteturas gráficas em tempo real e sistemas de rastreamento precisos executados. Esses laboratórios de XR em rede possibilitam interagir equipes em vários locais, simultaneamente e em tempo real com protótipos virtuais idênticos.

Um excelente exemplo desse desenvolvimento são os chamados ambientes de caverna (Ambiente Virtual Automático da Cave), como os usados ​​no Centro de Engenharia Virtual. Em tais salas, as projeções brilhantes de 4K são usadas para criar representações imersivas de 360 ​​° que permitem ao usuário mergulhar completamente no mundo virtual. O rastreamento preciso captura os movimentos dos usuários e permite a interação intuitiva com o ambiente virtual, que vai muito além das possibilidades dos óculos de VR convencionais.

A vantagem desses ecossistemas de XR em rede reside em sua capacidade de apresentar ambientes virtuais altamente complexos e, ao mesmo tempo, permitir a cooperação entre equipes distribuídas. Engenheiros e designers podem sentir que estão trabalhando juntos em um protótipo físico, mesmo que estejam na verdade em locais diferentes. Isso não apenas acelera os processos de desenvolvimento, mas também promove a criatividade e a inovação, pois as equipes podem trocar idéias eficazes e desenvolver soluções juntos.

Hibridação de sistemas CAD/PLM e interfaces XR

Outro fator de sucesso crítico para engenharia imersiva em meta -versões industriais é a integração perfeita das ferramentas e sistemas de engenharia existentes nos ambientes de trabalho virtual. Em particular, a conexão bidirecional de CAD (design auxiliado por computador) e sistemas PLM (gerenciamento do ciclo de vida do produto) nas interfaces XR é de importância crucial.

Os sistemas CAD são o coração do desenvolvimento moderno do produto. Os modelos 3D são criados aqui por componentes, montagens e produtos completos. Os sistemas PLM, por outro lado, servem para gerenciar todo o ciclo de vida do produto, desde a primeira idéia até o desenvolvimento e a produção e a manutenção e o descarte. A integração desses sistemas no meta -verso industrial permite que os protótipos virtuais geram diretamente a partir dos dados CAD e os vinculem às informações do sistema PLM em tempo real.

Um exemplo desse desenvolvimento é o designer imersivo do NX da Siemens, que foi desenvolvido em colaboração com a Sony. Esta solução demonstra como os dados paramétricos do modelo 3D do sistema CAD NX podem ser transmitidos perfeitamente aos óculos de realidade mista da Sony. O especial disso é a comunicação bidirecional: as alterações de design realizadas no ambiente virtual são sincronizadas de volta ao sistema PLM em tempo real.

Essa abordagem chamada "loop fechado" elimina quebras de mídia e evita a necessidade de transmitir manualmente dados entre diferentes sistemas. Também permite o fornecimento de paletes de ferramentas sensíveis ao contexto no ambiente virtual. Isso significa que as ferramentas e funções disponíveis para o usuário no ambiente XR se adaptam dinamicamente às tarefas atuais de engenharia. Por exemplo, outras ferramentas são necessárias para um teste de design do que com simulação de planejamento ou manutenção de montagem.

A hibridação dos sistemas CAD/PLM e interfaces XR é, portanto, uma etapa crucial para fazer de metades industriais parte integrante do fluxo de trabalho de engenharia. Ele permite que engenheiros e designers continuem usando suas ferramentas e processos habituais em um ambiente imersivo e colaborativo e, ao mesmo tempo, se beneficiam das vantagens da tecnologia XR.

Ambientes de simulação fisicamente precisos

Outro aspecto importante da engenharia imersiva em Metaverse é a opção de executar simulações fisicamente precisas em ambientes virtuais. Progride em áreas como simulações de motores e física de ratina, possibilita a apresentação de propriedades do material, o comportamento do fluxo, o estresse mecânico e muitos outros fenômenos físicos em tempo real e com alta precisão.

O mecanismo de rastreamento de raios garante uma representação realista de luz e sombra no ambiente virtual. Isso não é apenas importante para a imersão visual, mas também para a avaliação de aspectos de projeto, como qualidade da superfície, reflexões e coloração. As simulações de física, por outro lado, permitem que o comportamento dos objetos virtuais sejam examinados sob diferentes condições. Por exemplo, os efeitos das forças e cargas nos componentes podem ser simulados ou o comportamento de fluxo de líquidos e gases pode ser analisado em sistemas complexos.

O sistema AR3S da Holo-Lights é um exemplo de como essas simulações fisicamente precisas podem ser usadas na realidade aumentada. Aqui, os resultados das análises de elementos finitos (FEA), um método para calcular o estresse mecânico e as deformações, são colocados diretamente como sobreposições holográficas sobre protótipos físicos. Isso permite que os engenheiros visualizem e avaliem os resultados das simulações diretamente no contexto do objeto real.

A Nvidia Omniverse é outra plataforma que impulsiona esse desenvolvimento. O Omniverse permite simulações multifísicas aceleradas da GPU que realizam cálculos muito mais rápidos que os sistemas convencionais baseados em CPU. Isso leva a uma aceleração significativa dos ciclos de iteração no desenvolvimento de produtos. Os engenheiros podem simular e comparar variantes de design diferentes mais rapidamente, o que leva a produtos otimizados e tempos de desenvolvimento mais curtos. É relatado que o uso de tais tecnologias pode ser reduzido em até 40%.

As simulações fisicamente precisas em metávers industriais oferecem, portanto, um enorme potencial para tornar o desenvolvimento do produto mais eficiente e de alta qualidade. Eles possibilitam testar e otimizar os produtos virtualmente antes que os protótipos físicos precisem ser construídos. Isso não apenas economiza tempo e custos, mas também reduz o consumo de material e, portanto, contribui para o desenvolvimento mais sustentável de produtos.

Modelos de trabalho colaborativo em metaverso industrial

O metaverso industrial não é apenas uma plataforma tecnológica, mas também um catalisador para novas formas de cooperação. As possibilidades imersivas e interativas dos Metavers abrem completamente novas perspectivas para a colaboração de equipes, independentemente de sua localização física.

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Paradigmas de interação multimodal

Os sistemas XR modernos dependem de paradigmas de interação multimodal para permitir a operação intuitiva e natural dos ambientes virtuais. Em vez de entradas clássicas de teclado e mouse, vários métodos de entrada são combinados, incluindo controle de voz, reconhecimento de gestos e feedback háptico.

O controle de voz permite que os usuários emitam comandos e interajam com o ambiente virtual simplesmente falando. O reconhecimento de gestos registra os movimentos das mãos e do corpo e os traduz em ações no mundo virtual. O feedback háptico transmite sensações táteis, por exemplo, por motores de vibração em controladores ou luvas especiais. Isso aumenta a imersão e permite interação mais precisa e natural com objetos virtuais.

A parceria entre a Siemens e a Sony demonstra a integração de tais paradigmas de interação multimodal em aplicações industriais. Em suas soluções XR, por exemplo, são utilizados 6THOF controladores (6 graus de liberdade), o que permite a manipulação precisa dos conjuntos virtuais. 6OFOF significa que o controlador pode registrar movimentos em seis graus de liberdade: para frente/para trás, esquerda/direita, alta/baixa e torcendo em torno dos três eixos. Isso permite um controle muito intuitivo e preciso no ambiente virtual.

Além disso, são integrados sistemas de rastreamento ocular, que capturam a direção da visão e o foco dos usuários. O rastreamento ocular pode ser usado em várias aplicações, por exemplo, para analisar a distribuição de atenção nas equipes de design. Ao avaliar os dados oculares, pode -se determinar quais áreas de um protótipo virtual são vistas particularmente intensamente e onde pode haver problemas de design ou potencial de otimização.

A multimodalidade dos sistemas XR modernos faz uma contribuição significativa para reduzir o período de treinamento para novos usuários e aumentar a aceitação da tecnologia. É relatado que o período de treinamento pode ser reduzido em uma média de 60% em comparação com as interfaces clássicas de RV. Isso é particularmente importante em ambientes industriais, onde vários funcionários com diferentes origens e conhecimentos anteriores geralmente devem trabalhar com os sistemas.

Colaboração assíncrona por avatares baseados em IA

Outro desenvolvimento emocionante no campo dos modelos de trabalho colaborativo em metaverso industrial é o uso da inteligência artificial (AI) para apoiar a cooperação assíncrona. A cooperação assíncrona significa que os membros da equipe não precisam trabalhar em um projeto ao mesmo tempo e no mesmo local. Isso é particularmente relevante para equipes distribuídas globalmente e para projetos realizados por meio de fusos horários e diferentes horas de trabalho.

Os avatares baseados em IA podem desempenhar um papel fundamental aqui. São representações digitais dos membros da equipe que podem agir no ambiente virtual na ausência de pessoas reais. Esses avatares podem, por exemplo, registrar decisões, buscar tarefas e gerar recomendações para ação com base em dados de interação histórica.

A Aveva, fornecedora de software industrial, pesquisa intensamente sobre o desenvolvimento de tal avatare. Sua pesquisa mostra que os Ki-Avatars podem aumentar significativamente a consistência nos projetos de desenvolvimento intercontinental. É relatado que um aumento na consistência pode ser alcançado em até 35%. Isso ocorre porque os Ki-Avatares podem preencher as barreiras culturais e temporais, por exemplo, documentando informações e decisões de uma forma padronizada e tornando-as acessíveis a todos os membros da equipe, independentemente de seu local ou fuso horário.

Os Ki-Avatares também podem ajudar a evitar a perda de conhecimento e a garantir a continuidade dos projetos. Se um membro da equipe sair ou sair de férias, seu Ki-Avatar poderá continuar assumindo tarefas e garantir que informações e decisões importantes não sejam perdidas.

É importante enfatizar que os avatares da IA ​​não se destinam a substituir funcionários humanos. Em vez disso, eles devem servir como ferramentas de apoio que melhoram a eficiência e a eficácia da colaboração e permitam que as equipes trabalhem juntas com sucesso em ambientes complexos e distribuídos.

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Bancos de dados de conhecimento adaptativo de contexto

Outro aspecto importante dos modelos de trabalho colaborativo no metaverso industrial é a integração de bancos de dados de conhecimento adaptativo do contexto. Em projetos complexos de engenharia, existem enormes quantidades de informações e dados, incluindo modelos CAD, folhas de dados de materiais, padrões, diretrizes, informações anteriores do projeto e muito mais. O desafio é disponibilizar essas informações para os funcionários envolvidos no momento certo e no contexto certo.

Os gráficos de conhecimento integrados podem oferecer uma solução aqui. Os gráficos de conhecimento são redes semânticas que apresentam informações na forma de nós e bordas e mapeando relacionamentos entre diferentes elementos de informação. No contexto do meta -verso industrial, os gráficos de conhecimento podem, por exemplo, vincular modelos CAD com padrões, folhas de dados de materiais e informações históricas do projeto.

A DXC Technology, uma empresa de serviços de TI, usa ambientes de meta-verso para exibir esses dados sensíveis ao contexto como sobreposições holográficas. Se um engenheiro analisar um determinado componente no ambiente virtual, as informações relevantes do gráfico de conhecimento serão exibidas automaticamente, como especificações de materiais, diretrizes de fabricação ou resultados de testes anteriores.

É relatado que o uso de tais bancos de dados de conhecimento de contexto pode reduzir a taxa de erro nas revisões de design em até 28%. Isso ocorre porque os engenheiros podem acessar informações relevantes mais rapidamente e mais fáceis e, portanto, podem tomar decisões cada vez mais altas.

Além disso, os algoritmos de aprendizado de máquina podem ser usados ​​para analisar as interações do usuário no ambiente virtual e sugerir proativamente informações relevantes. Por exemplo, se um engenheiro frequentemente procura determinados padrões ou dados de materiais, o sistema poderá colocar essas informações automaticamente em primeiro plano ou até mesmo mostrar uma proativamente antes que o usuário precise pesquisá -las.

Os bancos de dados de conhecimento de contexto em metades industriais ajudam a gerenciar a enxurrada de informações e garantir que engenheiros e designers tenham acesso às informações necessárias a qualquer momento, a fim de poder trabalhar com mais eficiência e erros -livres.

Implicações econômicas e desenvolvimento de mercado

A integração de engenharia imersiva e trabalho colaborativo em metaverso industrial não é apenas tecnologicamente emocionante, mas também promete vantagens econômicas consideráveis. O desenvolvimento do mercado nessa área é uma perspectiva de crescimento dinâmica e promissora está surgindo.

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Pesquisa de mercado e inovação: por que a metaversa transforma a indústria

Empresas de pesquisa de mercado, como a pesquisa da ABI, prevêem um crescimento impressionante para o mercado de meta-verso industrial. É assumida uma taxa média anual de crescimento (CAGR) de 32,05% até 2034. O foco das empresas está cada vez mais em implementações finas com um retorno do investimento claro e de curto prazo (ROI).

Um estudo da Deloitte identifica três aglomerados principais de estratégias de investimento em metaveres industriais:

Gêmeos digitais

Cerca de 45% das empresas priorizam investimentos em gêmeos digitais. Os gêmeos digitais são representações virtuais de objetos, processos ou sistemas físicos. Eles permitem que as empresas simulem, analisem e otimizem seus processos reais no mundo virtual.

Ferramentas de colaboração baseadas em IA

Cerca de 30% das empresas dependem de ferramentas de colaboração baseadas em IA. Essas ferramentas têm como objetivo melhorar a cooperação das equipes, apoiar o gerenciamento do conhecimento e otimizar os processos de tomada de decisão.

Próprios ecossistemas XR

Cerca de 25% das empresas desenvolvem seus próprios ecossistemas de XR. Isso inclui a criação de sua própria infraestrutura de software e engenharia imersiva e aplicações colaborativas em meta-versos.

A parceria entre a Siemens e a Sony é um exemplo de como as alianças estratégicas podem reduzir os custos de desenvolvimento no meta -verso industrial. Através do compartilhamento de tecnologia e do uso comum do know-how, as empresas podem agrupar seus recursos e impulsionar as inovações mais rapidamente. É relatado que essas parcerias podem reduzir os custos de desenvolvimento em até 40%.

Retorno do investimento (ROI) analisado

Investimentos em engenharia imersiva e tecnologias colaborativas em meta -versos industriais pagam para empresas de várias maneiras. Numerosos estudos e projetos industriais mostram o ROI positivo dessas tecnologias.

Uma vantagem importante é reduzir os protótipos físicos e os ciclos de teste por prototipagem virtual. Ao usar simulações e modelos virtuais, os produtos podem ser extensivamente testados e otimizados antes que os protótipos físicos precisem ser construídos. É relatado que a prototipagem virtual pode reduzir o número de ciclos de teste físico em uma média de 62%. Isso não apenas economiza custos materiais, mas também tempo de desenvolvimento valioso.

Revisões multidisciplinares simultâneas em ambientes virtuais também contribuem para a aceleração do desenvolvimento do produto. Devido à possibilidade de que as equipes de várias áreas especializadas possam examinar e discutir protótipos virtuais juntos ao mesmo tempo e juntos, os processos de coordenação são mais eficientes e as decisões são tomadas mais rapidamente. É relatado que essas revisões simultâneas podem reduzir o tempo até o mercado em até 35%.

O "Iguversum" da IGUS, fabricante de produtos plásticos, demonstra o potencial de economia por meio de testes de automação virtualizados. O IGUS usa ambientes virtuais para planejar, testar e otimizar sistemas de automação. É relatado que o IGUS atinge a economia anual de € 780.000 usando a verificação da IGU e, ao mesmo tempo, reduz as despesas de viagem em 89%.

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A Burckhardt Compression, fabricante de sistemas de compressores, usa a realidade aumentada (AR) para manter seus sistemas. Instruções de manutenção baseadas em AR e suporte remoto podem ser realizados com mais eficiência e eficácia. É relatado que a compactação de Burckhardt atinge 43% maior de disponibilidade do sistema por manutenção baseada em RA.

Esses exemplos mostram que o ROI da engenharia imersiva e tecnologias colaborativas em metavera industrial em várias áreas de aplicação e indústrias é significativa. As vantagens variam desde economia de custos e tempo até melhorias na qualidade e aumento da disponibilidade do sistema.

Novos modelos de negócios e cadeias de valor

O desenvolvimento de metáveres industriais não apenas leva a aumentos de eficiência e economia de custos nos modelos de negócios existentes, mas também abre modelos de negócios completamente novos e cadeias de valor.

Um exemplo disso são plataformas Metaverse-As-Service que oferecem acesso pago por uso a recursos de simulação de ponta. Especialmente para pequenas e médias empresas (PME), o acesso a software de simulação e hardware caro pode ser um grande obstáculo. As plataformas de metaverse como serviço permitem que essas empresas usem os recursos de simulação, conforme necessário e barato, sem ter que fazer altos investimentos preliminares.

"XR Now", de Holo-Light, é um exemplo dessa plataforma. O XR agora oferece acesso pago por US a recursos de supercomputação para aplicativos XR. É relatado que as empresas podem receber o uso de recursos de supercomputação por apenas 0,12 € por hora da GPU. Isso abriga o potencial perturbador, em particular, para empresas de tamanho médio, pois também permite que empresas menores realizem simulações complexas e se beneficiem das vantagens da engenharia imersiva.

Ao mesmo tempo, os serviços de consultoria especializados para a integração do XR se desenvolvem nos processos de PLM existentes. A introdução de engenharia imersiva e tecnologias de meta-verso em empresas geralmente exige mudanças profundas em processos, estruturas e habilidades. As empresas de consultoria apoiam as empresas a projetar com sucesso essa transformação. Prevê -se que o mercado para esses serviços de consultoria atinja um volume de 12,4 bilhões de euros até 2026.

O desenvolvimento do metaverso industrial não apenas cria novas oportunidades para as empresas melhorarem seus produtos e processos, mas também desenvolver serviços inovadores e modelos de negócios para novas empresas.

Futuro da colaboração: como o Openxrt e o Blockchain moldam o meta -verso industrial

Apesar do grande potencial dos metávers industriais, também existem desafios e fatores críticos de sucesso que as empresas precisam levar em consideração ao implementar.

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Interoperabilidade e padronização

Um dos maiores desafios é a heterogeneidade dos formatos de XR e sistemas CAD. Há uma variedade de formatos de arquivo diferentes, rastreando protocolos e mecanismo de física, que geralmente não são compatíveis entre si. Isso dificulta a troca de dados e a cooperação entre diferentes sistemas e plataformas.

Para lidar com esse desafio, as iniciativas de padronização são de importância crucial. O Fraunhofer IAO, por exemplo, está trabalhando em um padrão "OpenXRT" que visa padronizar formatos de arquivo, rastreamento de protocolos e mecanismo de física. O objetivo é criar um padrão aberto e interoperável para as tecnologias XR em um contexto industrial.

Os primeiros testes com o padrão OpenXRT mostram resultados promissores. É relatado que os tempos de conversão de dados podem ser reduzidos em até 70%, enquanto a precisão do modelo é melhorada em 92%. Esse padrão simplificaria significativamente a troca de dados entre diferentes sistemas de XR e ferramentas de engenharia e aumentaria a eficiência dos processos de desenvolvimento.

Segurança de dados em ambientes distribuídos

Outro aspecto importante é a segurança dos dados em ambientes distribuídos. Em metavera industrial, dados sensíveis de construção e informações de produção são frequentemente trocados em vários locais e parceiros. Portanto, é crucial garantir que esses dados sejam protegidos contra acesso e manipulação não autorizados.

Soluções baseadas em blockchain, como o “espaço industrial de dados” da Siemens, oferecem abordagens promissoras aqui. O espaço de dados industriais permite a troca de dados segura e confiante entre as empresas. O uso da tecnologia blockchain e a prova de conhecimento zero garante que dados sensíveis possam ser visualizados e usados ​​apenas por partes autorizadas enquanto a privacidade é preservada ao mesmo tempo.

Os ticks de dados criptografados possibilitam a concessão de direitos de acesso temporário para parceiros externos sem expor completamente o sistema central de PLM. Isso é particularmente importante para a cooperação com fornecedores e provedores de serviços que só podem precisar de acesso a determinados dados por um período limitado de tempo.

A segurança de dados e a proteção de dados são, portanto, fatores de sucesso central para aceitação e o uso de meta -verso industrial nas empresas. Conceitos e tecnologias robustos de segurança são essenciais para obter a confiança das empresas nessas novas tecnologias e garantir a proteção de dados sensíveis.

Desenvolvimento de qualificação e gerenciamento de mudanças

A introdução de engenharia imersiva e tecnologias de meta-verso não apenas requer ajustes tecnológicos, mas também desenvolvimento abrangente de qualificação e gerenciamento eficaz de mudanças. Os funcionários devem ser treinados para trabalhar com as novas tecnologias e preparados para as mudanças de trabalho de trabalho.

A DXC Technology relata sobre programas de qualificação de 200 horas, especialmente adaptados às necessidades do meta-severso industrial. Esses programas transmitem habilidades técnicas ao lidar com sistemas de XR e software de simulação, além de habilidades de solo colaborativas essenciais para trabalhar em equipes virtuais.

Os elementos de gamificação são usados ​​nesses programas de qualificação para aumentar a motivação e o comprometimento dos participantes. É relatado que a gamificação aumenta significativamente a taxa final de programas de qualificação. Comparado ao treinamento tradicional, no qual a taxa final geralmente é de cerca de 67%, os programas de qualificação baseados em VR com elementos de gamificação atingem taxas finais de até 89%.

Ao mesmo tempo, é importante institucionalizar mudanças culturais que andam de mãos dadas com a introdução de metávers industriais. Um estudo da MLC (Conselho de Liderança de Manufatura) mostra que 68% das empresas manufatureiras estão estabelecendo departamentos de meta-verso dedicados para moldar ativamente a mudança cultural e promover a integração das novas tecnologias.

Desenvolvimento de qualificação e gerenciamento de mudanças são, portanto, fatores de sucesso cruciais para a implementação bem -sucedida de metávers industriais. As empresas devem investir no treinamento e na educação adicional de seus funcionários e promover uma cultura corporativa que apóie a abertura à inovação e novas maneiras de trabalhar.

Computação Quântica em Metaverso Industrial: Simulações do Futuro

O desenvolvimento de metaveres industriais ainda está no começo e já existem perspectivas futuras emocionantes e se concentrará em pesquisas que aumentarão ainda mais o potencial dessas tecnologias.

Sistemas XR adaptativos do Neuroca

Uma área de pesquisa promissora são sistemas de XR neurocáticos baseados em interfaces cerebrais-computadores (BCI). O BCI permite a comunicação direta entre o cérebro humano e um computador. No contexto do meta -verso industrial, o BCI pode ser usado para integrar sinais cognitivos diretamente nos processos de design e para tornar a interação com ambientes virtuais ainda mais intuitivos e eficientes.

Os primeiros protótipos do Fraunhofer IAO já estão demonstrando as possibilidades de sistemas de XR neurocadaptivos. Esses sistemas leem dados de EEG (eletroencefalograma) para identificar os níveis de estresse em reuniões virtuais e adaptar automaticamente o brilho ambiente. O objetivo é otimizar as condições de trabalho em ambientes virtuais e reduzir o estresse cognitivo nos usuários.

A Sony experimentou sistemas baseados em fMRI (ressonância magnética funcional) que registram preferências de design inconscientes e usam como entradas para sistemas de IA generativos. Com base nessas preferências, a IA generativa pode gerar automaticamente sugestões de design e acelerar e melhorar o processo de design.

Os sistemas de XR neurodáticos têm o potencial de alterar fundamentalmente a interação com ambientes virtuais e permitir novas formas de interação humano-computador. No entanto, muitas pesquisas ainda são necessárias para levar essas tecnologias ao mercado de vencimento e para esclarecer questões éticas relacionadas ao uso de dados cerebrais.

Computação quântica para simulações em tempo real

Outra perspectiva futura promissora é o uso da computação quântica para simulações em tempo real em metaveres industriais. Os computadores quânticos usam os princípios da mecânica quântica para resolver determinadas tarefas de computação muito mais rápidas que os computadores clássicos.

A combinação de simuladores de quanta com visualização de XR pode reduzir o cálculo de análises de fluxo complexas ou simulações de material de semanas a minutos. Isso aceleraria os ciclos de iteração no desenvolvimento de produtos novamente consideravelmente e expandiria as possibilidades de testes e otimizações virtuais.

Os projetos de pesquisa na ETH Zurique mostram os primeiros sucessos na previsão quântica da fadiga material. Os resultados dessas simulações podem ser visualizados como cartões de danos holográficos e usados ​​no metaverso industrial para testar os componentes virtualmente por sua vida útil e confiabilidade.

A computação quântica tem o potencial de revolucionar as tecnologias de simulação em meta -versos industriais e abrir áreas de aplicação completamente novas. No entanto, a computação quântica ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento e levará algum tempo até que essa tecnologia possa ser usada em aplicações industriais.

Potencial de sustentabilidade por fábricas virtuais

O metaverso industrial também oferece potencial significativo de sustentabilidade. Os gêmeos digitais permitem o planejamento otimizado para energia dos sistemas de produção na fase de design. Ao simular vários cenários de produção e fluxos de energia, as empresas podem otimizar e proteger o consumo de energia de suas fábricas.

A Freyr, fabricante de células de bateria, usa simulações gigaFactory para reduzir o consumo de energia de suas instalações de produção. É relatado que a Freyr pode reduzir o consumo de energia em 23% por linhas de produção de equilíbrio virtual.

As simulações de logística apoiadas pela IA em metaverse industrial também podem ajudar a melhorar a sustentabilidade das cadeias de suprimentos. Ao otimizar rotas de transporte e armazenamento, as empresas podem reduzir as emissões de CO2 em sua cadeia de suprimentos. É relatado que as simulações de logística baseadas em IA podem reduzir as emissões de CO2 na cadeia de suprimentos em uma média de 18%.

As fábricas virtuais em metávers industriais possibilitam planejar, simular e otimizar os processos de produção sem consumir recursos físicos. Isso contribui para uma produção mais sustentável e apoia as empresas em seus esforços para melhorar seu equilíbrio ambiental.

Síntese e recomendações para ação

A análise mostra que a engenharia imersiva em metaversa industrial não é uma visão futurista, mas uma alavanca operacional para inovações competitivas. As empresas que enfrentam estrategicamente esse desenvolvimento podem alcançar vantagens significativas e se posicionar à frente de uma nova era de engenharia.

Para tomadores de decisão nas empresas, isso resulta nas seguintes recomendações de ação:

Buscar estratégias de implementação incremental

Comece com casos de uso claramente definidos que prometem um ROI rápido. Revisões de design virtual ou manutenção baseada em AR são bons pontos de entrada para obter experiência inicial e promover a aceitação na empresa.

Estabelecer centros de competência interdisciplinares

Crie equipes que reúnem especialistas, engenharia mecânica e ciências cognitivas. Essas equipes podem desenvolver soluções XR centradas no usuário que são adaptadas às necessidades específicas da empresa.

Prioritar ecossistemas abertos

Coloque em padrões abertos e arquiteturas modulares que garantem flexibilidade e adaptabilidade por meio de interfaces de API. Isso permite uma rápida integração de gerações de novas tecnologias e evita efeitos de bloqueio de fornecedores.

Implementar diretrizes de ética para colaboração de IA

Desenvolva diretrizes claras para o uso de IA em ambientes colaborativos. Transparência em processos de tomada de decisão algorítmica e instâncias de controle humano são essenciais para criar confiança e minimizar riscos éticos.

Colaborativo, imersivo e transformador

O desenvolvimento do meta -severso industrial dependerá significativamente da extensão em que as tecnologias imsivas não são capazes de entender como ferramentas isoladas, mas como parte integrante das cadeias de valor em rede. As empresas que abordam estrategicamente essa transformação e levam em consideração as recomendações de ação poderão explorar todo o potencial do meta -verso industrial e garantir uma vantagem competitiva decisiva. O futuro da engenharia começou e é imersivo, colaborativo e transformador.

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