Дополненная реальность и искусственный интеллект

Будущее принадлежит двум актуальным и перспективным направлениям — технологии дополненной реальности и искусственному интеллекту (ИИ). Сейчас мы разберёмся, почему это так: расскажем, что представляют собой на практике обе концепции, почему они тесно связаны и насколько важную роль в иммерсивном опыте играют нейросети.

Это цифровая технология зрительного наложения сгенерированных компьютером 2D- и 3D-образов на картину окружающего мира. Иначе говоря, помещение виртуальных предметов в реальное пространство. Человек видит это при взгляде на экран смартфона, планшета, AR-проектора или через линзы очков дополненной реальности.

Дополненная реальность делает информацию максимально доступной для восприятия, ведь зрительные образы мы лучше понимаем и запоминаем. Кроме того, дополнительные сведения предоставляются в режиме реального времени, в момент своей актуальности.

Дополненная реальность помогает в оптимизации производственных процессов, в медицине, образовании, упрощает навигацию в автомобилях и пеших прогулках, поднимает маркетинг на новый уровень. Но как же появляются все эти виртуальные предметы и откуда программа «знает», где именно их нужно отобразить?

В устройствах дополненной реальности (чаще всего это наши смартфоны) происходит сложное взаимодействие компьютерных программ. В первую очередь распознавание местности и объектов на ней путём захвата изображения с камеры, точное определение места, где должен отображаться дополнительный контент, а также отслеживание движений — оптический трекинг. Это так называемое компьютерное зрение — оно «встроено» в наши мобильники, без него режим дополненной реальности не работал бы.

Алгоритмы машинного обучения используются для масштабирования виртуальных элементов AR, их адекватной реакции на источники освещения, для тонкой корректировки отображения 3D-моделей. Всё это необходимо, чтобы пользователь получал качественное виртуальное содержание дополненной реальности.

Это способность вычислительных систем выполнять функции человеческого мозга, имитируя его работу. Восприятие и анализ, построение рассуждений и прогнозов — всё то, что считалось прерогативой нашего разума, теперь реализовано в искусственном интеллекте. Именно И И сделал дополненную реальность тем, чем она является в настоящее время.

Искусственный интеллект — это не программа или технология, это целая отрасль в науке. Оно включает в себя комплекс методик по написанию софта для загрузки данных, их обработки, для «тренировки» компьютеров, которые в итоге научатся самостоятельно решать интеллектуальные задачи. При этом ИИ не использует чётко заданные схемы и правила, а принимает решения на основании обнаруженных им закономерностей.

Огромный плюс в том, что искусственный интеллект умеет анализировать большие массивы данных, которые позволяют с наибольшей вероятностью выбирать правильный ответ. А глубокое машинное обучение с помощью алгоритмов самообучения нейросетей делает результаты всё точнее, а значит, полезнее с практической точки зрения.

Искусственный интеллект — явление более высокого порядка, чем нейросеть. Нейронная сеть — это один из механизмов ИИ, она программируется на выполнение конкретной задачи или их узкой группы. Нейросеть конструируют по принципу нейронных связей в мозге человека, отсюда и название.

Нейроны — нервные клетки — взаимодействуют друг с другом, обмениваясь информацией. Взвешивая и комбинируя поступающие сигналы (их могут быть сотни тысяч), они решают, как на всё это реагировать. Наши персональные нейросети в голове постоянно изменяются и обновляются, корректируя способы обработки сигналов. Это итоги учёта и накопления опыта.

Тот же принцип положен в основу работы запрограммированных нейросетей, которые симулируют когнитивные процессы, протекающие в нашем мозге. Роль нейронов выполняют простые процессоры, взаимодействующие между собой. Такая сеть способна к самообучению и самокоррекции, отдавая предпочтение тем связям, которые с большей вероятностью ведут к верным результатам.

Благодаря глубокому обучению улучшаются свойства дополненной реальности — нейросети обеспечивают верное положение AR-объектов в пространстве, отслеживают движение рук или глаз пользователя, следят за освещённостью и другими параметрами. Всё это в комплексе и составляет то, что мы называем искусственным интеллектом.

И всё же искусственному интеллекту ещё далеко до естественного. Чтобы доказать это, рассмотрим основные стадии эволюции Artificial Intelligence.

1. Реактивный AI. Он не имеет памяти и действует исключительно на основе анализа конкретной ситуации. Он замечательно справляется с этим благодаря своим вычислительным мощностям. Пример — знаменитая Deep Blue от IBM, обыгравшая в шахматы гроссмейстера Гарри Каспарова в конце прошлого века.

Хорошо классифицирует и распознаёт образы, быстро справляется со сложными вычислениями — но только по чётко заданным параметрам.

2. AI c ограниченной памятью. Комплексные IT-разработки дают роботизированным машинам возможность принимать решения, прогнозировать и действовать, выводя закономерности из истории действий в аналогичных ситуациях.

Способен к более тонкой классификации и выполнению таких функций, как самостоятельное пилотирование автомобиля или летательного аппарата. До недавних пор считалось, что развитие AI должно остаться именно на этом уровне, расширяться в этой плоскости. В девайсах дополненной реальности подобный искусственный интеллект предназначен для открытия всё новых перспектив захватывающего пользовательского экспириенса.

Следующие стадии разработок ещё недавно выглядели как теоретическая концепция, но теперь в этом направлении интенсивно ведётся практическая деятельность.

3. AI, обладающий социальным интеллектом, пониманием человеческих эмоций. Подобные системы смогут построить предположения о планах и стремлениях человека, понять его цели и мотивы, предоставить личный цифровой медиа-продукт, основанный на исследовании индивидуальных потребностей. Искусственный интеллект такого порядка выведет технологию дополненной реальности на недостижимую пока высоту.

Шаги в эту сторону уже сделаны. Набирает популярность автоматическое распознавание эмоционального статуса, которое базируется на нюансах биометрии лица и звучания голоса. Существуют чат-боты, имитирующие эмоции, онлайн-платформы по предоставлению психологической помощи, таргетированные рекламные предложения, роботизированная эмпатия используется в банковской и других сферах.

Однако у Emotional AI на сегодняшний день есть масса ограничений и вопросов в применении. Цена ошибок может оказаться слишком высока — например, в медицинских приложениях, ставящих диагнозы и назначающих лечение.

4. Искусственный интеллект, обладающий собственным «я». Машина с самосознанием и мыслительным потенциалом, превосходящими любого из нас. Когда учёные говорят об опасности дальнейших разработок в сфере искусственного интеллекта, именно эта ступень имеется в виду.

Удививший многих ChatGPT-4 при всех своих потрясающих способностях изучения и создания текстов и изображений отмечает, что он лишь программный ассистент, не располагающий эмпатией, креативностью, индивидуальностью и осознанием себя. Таковы его программные настройки, собственного «я» у него нет.

Искусственный интеллект продолжает совершенствоваться и улучшать пользовательскую практику владельцев AR-устройств. Уже сейчас в мобильных приложениях дополненной реальности ИИ помогает примерять забавные маски, косметику или модную одежду. Он научился улучшать освещение, текстуры, детализацию трёхмерных моделей, а также предлагать каждому предельно персонифицированный медиа-контент.

Ясно, что на сегодня все возможности дополненной реальности технологически не реализованы, развиваются аппаратные и программные средства, краеугольным камнем которых является искусственный интеллект. Моделирование реалистичных игровых, рабочих, учебных сцен и локаций в дополненной, смешанной и виртуальной реальности — вот миссия для ИИ, где ему предстоит хорошо потрудиться.

В дальнейшем генеративный искусственный интеллект (Generativ AI) сможет непрерывно генерировать виртуальный контент дополненной реальности. Это крайне важно для функциональных AR-очков и линз, предназначенных для постоянного использования в повседневной жизни.