Sensing for augmented og virtual reality og for avanceret fremstilling

Sensorer er overalt i dag, fra vores hjem og køretøjer til medicinsk udstyr, smartphones, og anden nyttig teknologi. Mere og mere, sensorer hjælper med at registrere vores interaktioner med miljøet omkring os – og forme vores forståelse af verden.

SENSE.nano er et MIT.nano Center of Excellence, med fokus på sensorer, sensorsystemer, og sanseteknologier. SENSE.nano Symposium 2019, finder sted den 30. september på MIT, vil dykke dybt ned i sensorernes indvirkning på to emner:sansning for augmented og virtual reality (AR/VR) og sensing til avanceret fremstilling.

MIT Principal Research Scientist Brian W. Anthony er associeret direktør for MIT.nano og fakultetsdirektør for Industry Immersion Program in Mechanical Engineering. Han vejer ind i, hvorfor sansning er allestedsnærværende, og hvordan fremskridt inden for sanseteknologier er forbundet med udfordringerne og mulighederne ved big data.

Spørgsmål:Hvad ser du som den næste grænse for sansning, når den relaterer til augmented og virtual reality?

Sv:Sensorer er en muliggørende teknologi til AR/VR. Når du tager et VR-headset på og kommer ind i et fordybende miljø, sensorer kortlægger dine bevægelser og bevægelser for at skabe en overbevisende virtuel oplevelse.

Men sensorer har en rolle ud over headsettet. Når vi interagerer med den virkelige verden, er vi begrænset af vores egne sanser – at se, høring, rørende, og følelse. Men forestil dig, at sensorer leverer data inden for AR/VR for at forbedre din forståelse af det fysiske miljø, såsom at give dig mulighed for at se luftstrømme, termiske gradienter, eller elektriciteten, der strømmer gennem ledninger overlejret oven på den virkelige fysiske struktur. Det er ikke noget, du kan gøre andre steder end et virtuelt miljø.

Et andet eksempel:MIT.nano er en massiv generator af data. Kunne AR/VR give en mere intuitiv og kraftfuld måde at studere information, der kommer fra metrologiinstrumenterne i kælderen, eller fabrikationsværktøjerne i renrummet? Kunne det give dig mulighed for at se på data i massiv skala, i stedet for altid at skulle kigge under et mikroskop eller på en fladskærm, der er på størrelse med din bærbare computer? Sensorer er også kritiske for haptik, som er interaktioner relateret til følesansen. Når jeg lægger pres på en enhed eller opfanger et objekt – virkeligt eller virtuelt – kan jeg modtage fysisk feedback, der formidler denne tilstand af interaktion til mig?

Du kan ikke være ingeniør eller videnskabsmand uden at være involveret i sanseinstrumentering på en eller anden måde. I erkendelse af den udbredte tilstedeværelse af sansning på campus, SENSE.nano og MIT.nano – med MIT.nanos nye Immersion Lab, der leverer værktøjerne og faciliteterne – forsøger at samle forskere på både hardware- og softwaresiden for at udforske fremtiden for disse teknologier.

Q:Hvorfor fokuserer SENSE.nano på sensing til avanceret fremstilling?

A:I denne tid med big data, vi glemmer nogle gange, at data kommer fra et sted:sensorer og instrumenter. Så snart dataindustrien som helhed har løst de store data-udfordringer, vi har nu med de data, der kommer fra nuværende sensorer – bærbare fysiologiske monitorer, eller fra fabrikker, eller fra dine biler – det vil blive sultet efter nye sensorer med forbedret funktionalitet.

Sammen med det, der er et stort antal produktionsteknologier – i USA og på verdensplan – som enten er ved at modne eller modtager mange investeringer. For eksempel, forskere ser på nye måder at lave integrerede fotonikenheder, der kombinerer elektronik og optik til on-chip sensorer; udforske nye metoder til fremstilling af fiber til at indlejre sensorer i dit tøj eller kompositmateriale; og udvikling af fleksible materialer, der former sig efter kroppen eller til formen af ​​en bil som substrat for integrerede kredsløb eller som en sensor. Disse forskellige produktionsteknologier gør det muligt for os at tænke på nye, innovative måder at skabe sensorer, der er lavere i omkostninger og nemmere nedsænket i vores miljø.

Q:Du har sagt, at en fabrik ikke kun er et sted, der producerer produkter, men også en maskine, der producerer information. Hvad betyder det?

A:Nutidens producenter er nødt til at henvende sig til en fabrik, ikke kun som et fysisk sted, men også som datacenter. At se fysisk drift og data som forbundne kan forbedre kvaliteten, reducere omkostningerne, og øge produktionshastigheden. Og sensorer og sensorsystemer er værktøjerne til at indsamle disse data og forbedre fremstillingsprocessen.

Kommunikationsteknologier gør det nu nemt at overføre data fra en maskine til en central placering. For eksempel, vi kan anvende sanseteknikker på individuelle maskiner og derefter indsamle data på tværs af en hel fabrik, så information om, hvordan man fejlretter én computerstyret maskine, kan bruges til at forbedre en anden i samme facilitet. Eller, antag, at jeg er producenten af ​​disse maskiner, og jeg har installeret dem til et vilkårligt antal producenter. Hvis jeg kan få en lille smule information fra hver af mine kunder for at optimere maskinens driftsydelse, Jeg kan vende om og dele forbedringer med alle de virksomheder, der køber mit udstyr. Når oplysninger deles mellem producenter, det hjælper dem alle med at reducere deres omkostninger og forbedre kvaliteten.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.