淺談谷歌眼鏡在工業自動化領域的應用
在德國紐倫堡舉辦的“2013 年德國紐倫堡工業自動化及元件展覽會（SPS/IPC/DRIVES 2013）上，Beckhoff 展出了通過專注于谷歌眼鏡的技術研究開發而成的針對機械操作的最新解決方案。有了具有上網功能的谷歌眼鏡，狀態或對話消息可以通過一個頭戴式顯示器直接投射到人眼中。在線信息和通信也可以用這種創新的設備實現，且錯誤信息可以使用觸摸板進行確認。Beckhoff 公司的 PC 控制產品經理 Andreas Thome 堅定地認為，谷歌眼鏡是互聯網和自動化技術相融合推動工業 4.0 發展的最突出的例子。
Beckhoff 公司的 PC 控制產品經理 Andreas Thome 在 SPS/IPC/DRIVES 2013 上向觀眾演示如何使用谷歌眼鏡進行機器操作。
是什么讓谷歌的這些“增強現實眼鏡”從競爭中脫穎而出，用作工業環境中的控制元件？
Andreas Thome：谷歌眼鏡配置包括頭戴式顯示器、攝像頭、麥克風和用作揚聲器的骨傳導耳機 — 它還配備了振動傳感器并在耳機側面集成了一個觸摸板。有了這些功能，谷歌眼鏡非常適合用于可視化、診斷和服務，以及技術干預和個人通信。不同于傳統的控制理念，該設備屬于被稱為“可穿戴計算”的創新技術 — 一組每天可以通過用戶佩戴來大幅提高其連通性的設備。事實上，很多這些設備現在都已經具有現代智能手機所具備的所有功能。更重要的是，谷歌眼鏡型設備使用起來都很方便，因為其半透明遮陽板符合人體工學，且主要都是免提操作。最大的優點在于 — 也著眼于工業自動化 — 現有的移動計算技術可以在我們的感官知覺或我們的肢體動作沒有任何限制的情況下使用 — 而且無需電線或電纜。
如何將谷歌眼鏡與 PC 控制整合在一起？
Andreas Thome：使用 Beckhoff 的 TwinCAT 自動化軟件可以將谷歌眼鏡與控制技術輕松集成在一起。眼鏡與萬維網服務器通訊，該服務器提供了通過 TwinCAT 控制的機器狀態信息。眼鏡接收此狀態信息并以信號或錯誤消息的形式表現出來，甚至還可以指出任何問題的確切位置。確認和復位機器狀態等工作也可在現場通過谷歌眼鏡完成。
在哪些情況下可以使用此方案？
Andreas Thome：潛在的應用場景可以被歸類為“直接或間接”。例如，操作人員可以使用眼鏡“直接”監控機器或甚至采取行動來直接改變或更正機器狀態，而不總是需要在現場完成。對于大型機器和生產設備，操作人員需要在設備周圍走動并檢查特定臨界點的工藝狀態值，同時查看設備是運作情況。必要時，操作人員可以采取手動操作，因為雙手都是自由的。“間接”選項涉及到信息的收集和保存，不完全依賴于正在運行的進程。這些選項包括，例如，研究制造商有關特定機器組件的文檔資料，在 Internet 上搜索信息，并通過電子郵件和支持視頻聊天的聊天工具進行人際互動。然而，直接和間接應用的組合也是可能的。即使一臺機器正在運行，操作人員也可以與專家聯系并通過眼鏡將正在運轉的機器的視頻發送給專家，以咨詢一些具體的問題。隨后，專家可以給現場操作人員提供技術支持 — 以視頻或語音消息的形式 — 這樣就可以采取相應的糾正措施。這是被描述為“你看到的就是我看到的”（WYSIWIS）的 IT 概念也可以在工業環境下應用的范例。
靜態和動態的機器狀態信息可以被投射到谷歌眼鏡的頭戴式顯示器上。
如果出現錯誤，谷歌眼鏡會輕輕振動，提醒操作人員注意出錯消息。一旦錯誤被糾正，該消息可以直接通過增強現實眼鏡復位。
有關在日常生活中使用這種新的控制技術有什么新的想法嗎？
Andreas Thome：有許多不同的方法來實現。例如，維修工程師可以使用集成的攝像頭捕捉到電機或限位開關的 QR 碼，然后檢索有關其功能、歷史狀態或當前狀態的信息。另一個辦法是瀏覽包含機器控制軟件相關信息的網站 — 大小為 640×360 像素的分辨率，無需使用鼠標 — 這將是可行的，如果原始資料被格式化為與增強現實眼鏡同時使用。操作人員可以查找由制造商定義的計算機設置，然后采取適當的行動。也可以編寫在谷歌眼鏡上本地運行的特殊應用程序，并能夠通過 WLAN 使用如 OPC UA 或 TwinCAT ADS 等協議建立與機器控制計算機的連接。作為谷歌眼鏡技術研究的一部分，Beckhoff 提供二進制和模擬變量的實時可視化應用程序作為本地程序。在所有這些情況下，可以顯示狀態數據（變量，誤差）。此外，操作人員可以使用谷歌眼鏡來修改設備設置或周期，如開始或停止生產步驟。
未來，谷歌眼鏡和類似的增強現實眼鏡將取代傳統控制面板和操作理念嗎？
Andreas Thome：不會。憑借其眾多的選件，谷歌眼鏡是提高操作和控制理念的杰出開發成果，但它并不能夠成為一個完整的替代裝置來控制機器或生產設施。傳統的機械控制終端（帶觸摸屏或帶鍵盤的顯示器）不能完全被取代 — 因為其分辨率更高且可讀性更好，而且集成了關鍵的控制元件，如急停開關或操縱桿。也可以這樣說，可以實現基于谷歌眼鏡的完整“無接觸控制”的愿景。我們發現，未來，最有可能的是傳統的接觸和創新的非觸摸方法的有機結合。請記住，觸碰增強現實眼鏡的側面比給出語音命令要快得多。當然，眼鏡功能以免提模式激活：它們通過簡單向上點頭的方式接通。可以通過輕輕點頭的方式瀏覽菜單項，一個特定的項目可以用語音命令來激活。在所謂的幻燈片上顯示的啟動功能也能通過語音控制。然而，為了實現這個目的，必須進行特殊編程，且必須精確設計軟件工效學，以適應語音控制。
使用谷歌眼鏡作為操作裝置會增加數據和機器本身相關的安全風險嗎？
Andreas Thome：答案還是不會。有一種普遍的誤解認為谷歌是一個企業，且谷歌云始終是用來通過增強現實眼鏡進行所有的通信工作。情況并非如此。正如 Beckhoff 的技術研究表明的那樣，谷歌眼鏡可以很容易地封裝，并嵌入在企業 WLAN 內網中，在這里通過有效的標準 IT 程序提供保障。若論及機械操作，谷歌眼鏡的功能 — 原則上 — 與機器的控制面板或顯示屏上所具備的功能完全一樣。更重要的是，必須使用有效、成熟的安全技術（如急停方案）來防止出現防任何可能被證明是危險的動作。數據保護專家們認為，谷歌眼鏡與任何手機在安全性上都是一樣的。這兩種設備都非常適合用于給機器或人拍照。這也一直是智能手機普及的一部分。此外，配戴增強現實眼鏡也難以被人忽視，所以任何人都不可能用它們去偷偷進行任何非法勾當。總之，這意味著谷歌眼鏡必須與智能手機一樣，遵守相同的規則并使用相同的代碼 — 換句話說，該設備將不得用于具有高度商業敏感性的領域。
為了保障內部通信（紅色）的完整性，增強現實眼鏡可以封裝和嵌入在獨立于谷歌云的企業 WLAN 內網中。
谷歌眼鏡將如何迅速滲透市場，特別是當它涉及到機械操作？
Andreas Thome：今天，很清楚的一點是，在商業市場上，如谷歌眼鏡這樣的增強現實眼鏡將是大勢所趨。然而，很難預測這些設備何時將成為主流產品。一方面，一些廠商，如 Meta Pro、三星和愛普生已經宣布，他們正在開發類似的硬件。但另一方面，就像智能手機一樣，增強現實眼鏡也將經歷一個持續發展過程，更多的傳感器和更高性能的處理器都可以集成到設備中。因此，Beckhoff 公司正在在現有的軟件基礎上對這些設備在工業環境中的接受度進行研究 - 2014 年期間，將與有興趣的用戶合作進行一次現場測試。然而，已配備有 Beckhoff 控制器和 TwinCAT 軟件的機器及生產設施現在已經具有高效使用谷歌眼鏡或其它增強現實眼鏡所需的所有通信接口。
最新的工業 4.0 和智慧工廠概念支持這一發展嗎？
Andreas Thome：若論及未來的可視化、診斷和服務，增強現實眼鏡將有助于提高效率。因此，它們注定要發揮工業 4.0 概念的重要作用，因為智慧工廠代表的是數據透明化管理和聯網生產。谷歌眼鏡和類似的設備為這一透明度帶來更多靈活性；換句話說，智慧工廠中的用戶可以看到工廠中所有組件的狀態和性能數據 — 隨時隨地 — 從訪問控制、暖通空調，包括所有或單臺機器，甚至到一個機器上的某個傳感器。
