FBEC2020 |北京航空航天大學國家重點實驗室副教授潘俊君：虛擬現實的未來發展趨勢及應用

在2020全球5G XR產業發展峰會，北京航空航天大學國家重點實驗室副教授潘俊君以“虛擬現實的未來發展趨勢及其應用”為主題發表了演講。潘俊君認為，VR技術有利於推動資訊物理社會空間的不斷融合，未來VR或將推動生物、醫療、社會、商業、軍事等多個領域的發展。

以下為演講實錄：

我的研究方向主要是在計算移動化還有虛擬醫療方面，合作的企業包括百度、位元組跳動等。我本人產業化做的是這樣一個模擬器，這個是19年雙創周的在杭州，總理參觀，當時要我們的研究院全校選一臺具有代表性的產業化產品，就選用的我所研究的模擬器。

也介紹一下我們的這個實驗室。我們是國家重點實驗室，也是國家工程實驗室，也就是說虛擬現實這個領域“國字號”的兩個單位都是我們這邊，負責人是趙院士。

今天，我首先講講虛擬現實技術現狀與趨勢。

可以說VR技術有利於推動資訊物理社會空間的不斷融合，比如我們生存的物理世界，會有社會、貨品、商品，構建了這樣一個虛擬世界，這個資訊化模型可以找到對映。

現在的社交軟體已經有社群的屬性，比如有虛擬貨幣或者數字貨幣。還有虛擬人生，把一個小孩養大，讓他成為明星或者科學家的養生類遊戲也表現了“虛擬人生”的概念。

還有一個是虛擬商品，大概幾年前，馬雲想做一個“Buy+”系統，以後購物的時候不是透過天貓，而是戴著頭盔，就像逛超市一樣，可以看到產地和原材料。

也就是說VR這種複雜的資料組織可以構建一個可自然理解的新世界，和現實社會共存。

80年代的時候，出現了空軍用的頭盔。那個時候VR屬於大型的國家研究機構和軍事機構，老百姓是玩不起的。現在頭盔、眼鏡基本上就幾千、幾萬塊錢，老百姓也可以用得起了。

也就是說，在現在的電子文化娛樂以及購物、網路應用等方面都可以找到VR的身影。有預測說，2020年全球AR/VR市場規模將達到1500億美元，空間非常巨大。

VR+教育的市場規模，從2018年的到現在也在不斷增長。2016年一年，包括國家領導人和政府官員以及企業的CEO和CTO等人員來我們實驗室參觀的次數比前幾年的次數加起來還多。

想接下來，我想談一下VR技術發展的趨勢以及研究的角度。一說到VR都知道它的沉浸性和互動性以及構想性。未來我們認為它會出現智慧化、進化演化的概念。建模方面，我們目前是幾何赫五力建模，未來會是生理和智慧建模。

互動技術現在是視覺，未來會向真三維過渡。現在是聽覺，未來可能是同聲傳譯，你做的內容是英文，體驗的時候可以是中文，把不同語種的翻譯加進去，力覺也會出現觸感等等。可以說，未來模型資料獲取和理解戶趨於全息化。以前我們用的資料都是膠片相機，都是文字和圖片。80、90年代的多媒體和現在的語義、智慧的服務相比，資料量是指數級的提高。

另外人機互動和現實，會趨於自然化。早期我們都是鍵盤滑鼠再到現在的自然介面，比如現在的體感遊戲和語音識別，包括還有腦機介面，比如我們的工程院做的腦機晶片，前不久馬斯克也用豬做試驗，它可以把豬的行為提前識別。這裡給大家看的是一個癱瘓的病人戴了這個晶片可以直接控制機械手，可以完成把咖啡端過來飲用的動作。

另外就是資料和建模方面，大規模傳統資料的智慧分析和高效建模是未來的發展趨勢。比如智慧城市，這個阿里巴巴好像也在做，杭州透過交通燈的識別和管理，包括車輛的影片還有大資料在做的智慧城市。

還有的是智慧家居，比如你回到家可以自動的調節光線以及音響的效果，針對人體的醫學這塊也是做了特別多。我們可以多元的資料採集，透過各種模態的資料採集可以進行智慧分析。

硬體這一塊，可以說是輕量化、高沉浸感的虛擬現實裝置會越來越普及，越來越便宜。

在人機互動這塊，虛實感覺一致的空間呈現於自然互動。比如以後你是一個服裝設計師或者一個建模大師，你可以空中建模，直接把模型給設計出來。比如右下角的3D列印，你可能是做工業設計的，對這個產品的外形不滿意可以列印，打印出來可以在列印的效果基礎上進行改進和完善。

另外就是感知融合，未來就是物理世界的動態感知和虛擬世界的融合演化。右上角大家都知道虛實現實技術發展裡面一個重要的技術瓶頸叫做內容製作，以後透過人工智慧的發展，我們可以最佳化戰場生存的遊戲，比如有不同的天氣或者季節的變化，如果是電腦已經透過人工智慧的發展理解了春天就是陽光明媚，冬天是大雪覆蓋，它可以理解和區別的時候，它就能夠智慧化的生成這個場景。以後這種內容和場景的製作就不需要人完成了，你可能做一個產品，由計算機自動的生成。

還有下面這裡的擋風玻璃，這裡會不會追尾，有沒有危險，這些都可以計算。右下角的這個是一個APP，你去一個城市旅遊，語言不通，但是可以使用5G，你就可以透過大資料的搜尋知道你是在什麼地方，並且告訴你周圍的情況，就可以隨便逛也不會迷路。也就是說融合演化會非常的自然。

接下來講講第二塊就是行業應用。比如VR+軍事，北航也在參與。我們實際演習之前都會有一個虛擬的演練，還有比如2014年DARPA的展場觀測指引增強顯示，屬於單兵指引。戴上頭盔之後，後面的建築物敵軍的火力怎麼分佈，提高士兵的生存率。

還有VR+教育，現在做化學實驗和微觀知識的學習，包括生物學，你不會操作顯微鏡沒有關係，我們可以做指導。還有一個是VR+航空航天，這個北航也參與比較多。這次的“嫦娥”探月以及登陸火星，這種大的國家工程都希望一次成功，我們是不是可以把一些引數還有衛星透過數字化的建模輸進去，確保沒有問題之後我們去做實際的火箭和衛星，“虛”的沒有問題，那麼“實”的風險就會降低。

還有VR+智慧製造，比92年的時候，波音747用VR的方式降低了研發的週期，14年的時候寶馬推出了VR眼鏡，用於智慧維修。還有豐田做的VR可以代替真車做碰撞試驗，包括還有VR醫療，89年的時候美國有一個虛擬可視人計劃，包括還有11年的時候美國國家衛生研究院的虛擬手術與虛擬手術室專案，這是一種最好的訓練方式。還有美國和歐盟的虛擬人腦計劃，這個計劃不是很成功，但是反過來促進了人工智慧學科的發展。

這是我在國外的研究成果，是一個腹腔鏡。透過對鏡頭的操控，讓你去捕捉這個目標，訓練的是醫生眼手協調的能力。醫生可以使用真實的手術鉗，也可以得到真實的觸感，包括案例，都是真實的。