空间计算：人工智能驱动的新商业革命

作者简介

凯西·哈克尔（Cathy Hackl） · 全球商业技术和游戏领域高管、未来学家和演讲者，被科技界誉为“元宇宙教母”。 · 空间计算、游戏等新兴领域专家，为公司、品牌、城市和政府提供游戏、AI、增强现实、空间计算、元宇宙、Web3.0和虚拟世界战略方面的建议。曾就职于亚马逊、Magic Leap、HTC VIVE等公司。 · 被评为《广告时代》2023年杰出女性，荣登《福布斯》中美洲2023年100位最具影响力的女性榜单封面。 伊雷娜·克罗宁（Irena Cronin） · 沉浸式空间领域专家，DADOS科技公司高级产品副总裁，该公司正在为苹果Vision Pro创建数据分析和可视化平台。 · Infinite Retina公司CEO，该公司提供咨询服务，帮助其他公司开发和实施AI、增强现实和其他新技术。

内容简介

前言 AI与空间计算融合的前沿 这场讨论的核心是一个关键时刻，它将重塑我们对世界的认知。融合的核心是两股强大力量的结合——AI与空间计算，后者以AR（增强现实）和VR（虚拟现实）为代表。这种融合象征着创新和创造力之间错综复杂的交织，为我们带来了全新的视角，使得数字世界与现实物理世界之间的互动得以实现。如果没有AI，空间计算就不可能实现，而随着生成式AI的涌现，空间计算将得到进一步增强。 这种融合不仅仅是技术的汇集，更代表着我们开启了一扇全新时代的大门，迈过一个通往未知可能性的门槛。它将AI卓越的数据处理能力与AR和VR的沉浸式实力结合，创造出一种动态的协同效应。这种伙伴关系预示着一个变革性的未来，我们将会更加直观和无缝地与数字信息及周围的世界互动，超越传统的界限，实现物理领域和数字领域之间的联结。 有趣的是，这种融合的影响范围远远超出了技术领域。它涉及我们日常生活的方方面面，涵盖了我们如何接受教育、参与娱乐、获得医疗健康服务，以及做出购物决定等诸多领域。这种变革性转变不仅改变了我们与技术互动的方式，还重新定义了商业格局。 从商业角度来看，其影响是深远的。利用这项技术的企业将通过向客户提供引人入胜的沉浸式体验来获得竞争优势。想象一下医疗领域，AR可以通过向外科医生提供实时数据来彻底改变手术的方式；再想象一下零售行业，VR可以为顾客提供虚拟试衣服务。此外，AI的分析能力将帮助人们做出更明智的决策，这是当今风云变幻的商业格局中令人垂涎的资产。 本书的前言部分为我们后续探索AI和空间计算奠定了坚实的基础。在整个讨论过程中，我们将探究其关键组成部分、实际应用场景以及其对各个领域产生的深远影响。接下来本书将深入研究有望重塑数字世界与物理世界之间界限的技术融合，让我们见证迅猛发展的现在，以及充满机遇、创新和希望的未来。 搭建舞台 要真正理解这种融合的意义，我们首先需要将其与过去的变革性发明进行比较。历史上不乏技术创新改写人类体验的标志性时刻。回顾第一张照片的突破性发明，它让时间的瞬间变得永恒，并彻底改变了视觉叙事的方式。随后，第一部电影的问世将叙事搬上银幕，开启了娱乐和艺术表达的新时代。 这些历史上的里程碑彻底改变了我们看待世界的方式。如今我们再次发现自己正站在AI与空间计算的交汇点上，这些技术即将深刻地重塑我们的生活，就像过去的革命性发明重塑我们的生活一样。就像第一张照片改变了我们记录和珍惜记忆的方式一样，AI和空间计算正在改变我们对现实的感知。与电影改变娱乐行业的格局类似，AR和VR正在引入全新的沉浸式体验。 此外，如同第一台电视的问世永远改变了我们与世界的互动方式，AI和空间计算正在打破物理领域与数字领域之间的壁垒。这些技术使我们能够以之前无法想象的方式与信息和环境进行互动。 这种融合不仅仅是技术的演进，更意味着我们与世界互动方式的深刻变革。它有能力重新定义我们的现实，模糊虚拟世界与物理世界之间的界限。它为我们的日常生活走向与AI和空间计算无缝交织的未来铺平了道路，开启了超出我们目前理解的可能性。当开始探索这些技术的变革潜力时，我们将会揭示它们如何重塑行业、重新定义体验，并推动我们进入一个充满无限创新和想象力的时代。 什么是空间计算 空间计算是很多商界人士在苹果公司于2023年6月发布Vision Pro设备时第一次听到的术语。但是，这并不是一个新术语。有人可能会说，我们的手机就是原始的空间设备。事实上，AR、VR、XR（扩展现实）和AI领域的很多专业人士多年来一直致力于空间计算。 为了理解空间计算的商业价值，我们首先必须为商业世界创建一个工作定义，并解释它将带来的市场机遇。一旦这样做了，我们就可以了解商业和计算将如何变化，以便为这一转型做好准备。 很多人追溯到西蒙·格林沃尔德2003年在麻省理工学院发表的硕士论文，在其中，空间计算首次被定义为学术术语。当时他还是麻省理工学院媒体实验室美学和计算小组的研究员。在论文中，他探讨了计算结构的空间环境，并这样定义空间计算：“空间计算是人类与机器的交互，其中机器保留并操纵真实物体和真实空间的参照物。它是让机器在我们的工作和娱乐中成为更好伙伴的重要组成部分。” 他进一步定义：“在人类与机器的交互中，机器保留并操纵真实物体和真实空间的参照物。在理想情况下，这些真实的物体和空间对用户具有优先意义。空间计算更关注体验的质量。在大多数情况下，这意味着设计的系统要突破屏幕和键盘的传统界限，而不会被束缚住，陷入一种界面或温和的模拟。为了让机器在我们的工作和娱乐中成为更全面的伙伴，它们需要加入我们的物理世界。它们将不得不操作我们操作的物体，而我们需要使用我们的物理直觉来操作它们。” 格林沃尔德的定义并非独一无二。很早的时候，曾是风险投资界和科技界宠儿的Magic Leap（美国增强现实公司）的技术人员将他们正在打造的设备描述为空间计算设备。他们将空间计算定义为一种新的计算形式，利用AI和计算机视觉将虚拟内容无缝融入我们周围的物理世界。他们通过一款名为Magic Leap One的设备做到了这一点。在2018年由前CEO（首席执行官）罗尼·阿博维茨和其他几名重要的Magic Leap员工撰写的一篇题为《空间计算：给我们技术朋友的概述》的文章中，他们解释了该公司如何将空间计算定义为一种新的计算形式，让数字内容超越当今的二维屏幕和计算机的限制，并深入研究了其中的一些技术构件。从那以后，Magic Leap就不再使用空间计算这个术语，而是使用AR一词，这一变化可以在其最近的媒体采访中和网站上看到。 在苹果公司2023年6月召开全球开发者大会（WWDC）期间，该公司公开表示，空间计算“将数字内容与物理世界无缝融合，同时让用户可以身处其中并与他人保持联系”。这一信息进一步反映在其网站和针对开发者的visionOS（苹果的空间计算操作系统）资料中。 在2023年的Meta Connect开发者大会召开期间，Meta公司宣布推出Meta Quest3（一款头戴显示设备），该产品采用新的芯片，使设备能够更好地穿过混合现实，通过先进的空间映射更好地扫描物理世界，以及实现虚拟物品的空间锚定，让佩戴者每次使用设备时都可以返回起点。Meta公司的高管还谈到通过智能眼镜的发展迎来下一代计算平台，并表示该公司的新款眼镜将成为“未来很长一段时间内市场上最有价值的空间计算眼镜”。该公司还宣布了新的雷朋Meta智能眼镜，该眼镜将在2024年实现多模态，能够利用AI了解佩戴者周围的环境。 微软则将空间计算定义为设备感知周围环境并以数字方式表现这种感知的能力，以及在人机交互中提供新功能的能力。 AWS（亚马逊云计算服务）将空间计算定义为虚拟世界与物理世界的结合，通过将物理世界虚拟化，并将虚拟信息叠加到物理世界上，用户可以通过自然和直观的方式与数字内容进行交互。对AWS来说，这种结合增强了我们在物理或虚拟场景上进行数据可视化、数据模拟以及与数据交互的方式。亚马逊技术副总裁比尔·瓦斯在他的博文《预测未来的最佳方式是模拟未来》中表示，“空间计算是协作体验的动力”。 英伟达公司通过Omniverse产品为其开发人员引入了空间框架，而Niantic（一家游戏公司）通过其视觉定位系统（VPS）专注于空间映射，该系统使用户能够将虚拟物品放置在特定的现实世界位置，并让该物品持续存在，因此一个人可以留下一个物品供其他人寻找，从而使现实世界的全球桌上游戏变得栩栩如生。 为当今的商业世界定义空间计算 空间计算需要一个有效的定义，这样我们才能与这项新技术保持同步。一个可靠的定义将有助于我们理解空间计算在整个商业世界中的意义，以及它将如何影响商业、工作、教育、购物、休闲等领域的未来。 空间计算是人类与技术互动方式的下一次转变。它涉及AI、XR、物联网（IoT）、传感器等一系列技术，以赋能和创造一种新的人机交互形式，比以往任何时候都更具沉浸感和影响力。空间计算将重塑目前固有的空间人机交互。换句话说，它将允许在三维空间进行人机交互，这有助于实现更真实的表现和互动。 空间计算使用与环境相关的信息，以实现对使用者来说最直观的操作方式。企业利用空间计算进行数字化转型，这将使它们在竞争中脱颖而出，并为它们在虚拟世界和物理世界日益融合的环境里成长起来的下一代中取得成功奠定基础。 空间计算将带来实用且有影响力的用例。它使得工作人员可以轻松地“随身携带”工作站，即一块无限的画布（一种屏幕替代形式）。通过AI，空间计算将开创一种与计算机和其他机器交流的新方式，这些机器能够解释我们的世界，并实现人机交互的新范式。 现在，我们在手机上体验的初级AR正在为明天的空间计算播下种子。我们已经看到了空间计算用户界面的早期迹象。空间计算将消除障碍、缩短距离，并实现人类从未经历过的大规模协作。它将通过空间计算机在我们的物理空间中实现互联网及其数据的实体化。通过使用各种技术，空间计算机将了解佩戴者及其所处的物理空间，这反过来又可以实现实时更新和交互。它是“活的”。它让我们可以与计算机进行更直观、更自然的交互，让设备能够更好地理解、映射和驾驭我们的物理环境。这些设备能“看到”我们所看到的世界，并了解我们的世界。在某些方面，空间计算使我们能够像与物理世界互动一样轻松地与虚拟世界互动。 人类天生是空间生物，能够以立体的方式理解世界并与之互动，因此空间计算有望让我们回归空间思维。随着年龄的增长，当我们被迫将创造力平面化时，我们的空间思维往往会丧失。空间计算有望提升我们的生产力、效率和创造力，并促进我们与他人的交流。无论在商业领域还是在生活的其他方面，空间计算最终都可以帮助我们做出更好的决策。这是一种革命性的技术变革，我们的设备从必须挂在墙上、放在桌子上或拿在手中的静态设备，转变为开始淡入背景并让我们重新关注周围物理空间（尽管是增强的）的设备。 我们现在正在经历AI革命，与此同时，我们正处于一种新的计算范式的风口浪尖，物理和虚拟的东西无缝融合，为创造力、创新、人类连通性和新的工作方式创造了无限的可能性。这对人与技术的互动以及人与人之间的互动都会产生深远的影响。它消除了障碍，拉近了距离，并实现了共存。空间计算将迫使我们探索物理世界与虚拟世界之间的融合。换句话说，它将让我们使用的设备以及使用这些设备的方式融入我们日常生活的自然流程和模式。空间计算将数字信息和体验带入物理环境。它会考虑佩戴者的位置、方向和背景以及周围的物体和表面。它使用一种新的先进的计算类型来理解与虚拟环境和佩戴者相关的物理世界。它通过使用新兴的接口设备来实现这一点，比如内置了摄像头、扫描仪、麦克风和其他传感器的可穿戴设备。新界面以手势和手指运动、视线追踪和语音的形式出现。GPS（全球定位系统）、蓝牙和其他传感器使创建包含物理环境的数字内容成为可能。 从购物到工作、从规划到娱乐，我们周围的世界将通过空间计算以新的方式与我们互动。这是计算、通信和三维空间融合的地方。空间计算可以实现高级手势识别（比如识别我们的手部动作并将其作为指令），并且用户的每只眼睛都可以看到分辨率高于4K的图像。 那么，这与VR和AR有何不同呢？空间计算似乎与VR或AR没有什么不同。AR是将数字内容叠加到物理空间中，VR是一个完全沉浸式的虚拟环境。XR频谱是空间计算的一部分，但它不是其唯一的支撑技术。每个人都在考虑AI、XR、传感器、物联网和新水平的连接。AI是将空间计算带给大众的最重要的基础技术之一。 换句话说，空间计算是硬件和软件的结合，它使机器能够在我们不告知的情况下理解我们的物理环境。反过来，它使我们能够创建在物理环境和虚拟环境中都有用途的内容、产品和服务。空间计算是一种变革性的新技术，通过采用一系列技术将物理世界和虚拟世界无缝融合，使我们能够与机器人、无人机、汽车、虚拟助手等一起探索世界。 在关键技术进步的推动下，未来空间计算有望实现大幅增长。这些技术进步包括光学方面的巨大进展、传感器和芯片的小型化、真实描绘三维图像的能力以及空间计算硬件和软件的不断发展。在AI重大突破的支持下，这些创新将使空间计算在未来几年对大规模企业越来越具有吸引力。 以下是我们为商业专业人士提供的空间计算的工作定义。这个定义是本书第一作者凯西·哈克尔在2023年11月为《哈佛商业评论》撰写的一篇文章中首次使用的定义的改进版本，本书两位作者共同完善了该定义。 空间计算是一种不断发展的以三维世界为中心的计算形式，其核心是使用AI、计算机视觉和XR将虚拟体验融入物理世界，从而使人摆脱屏幕的束缚，并使所有表面都成为空间界面。它让人、装置、计算机、机器人和虚拟生物在三维空间中通过计算来辨识方向。它开创了人与人交互以及人机交互的新范式，增强了我们在物理环境或虚拟环境中对数据进行可视化、模拟和与之交互的方式，并将计算的范围从屏幕扩展到你所能看到、体验和了解的一切事物。 空间计算使我们能够与机器人、无人机、汽车、虚拟助手等一起探索世界，但它不仅限于一种技术或一种设备。它是软件、硬件和信息的混合体，使人类和技术能够以新的方式联结起来，它开创了一种新的计算形式，其对社会的影响可能比个人计算和移动计算对社会的影响更大。 为了厘清概念，我们还必须讨论空间计算不是什么。它不仅仅是XR，也不仅仅是一款设备或一家公司。它是人类与技术互动方式的一次翻天覆地的变化。 当我们被问及空间计算与元宇宙（两位作者都写过相关文章，并对元宇宙进行过深入研究）等概念之间的区别时，耐克元宇宙工程总监安德鲁·施瓦茨的一条推文指出了为什么空间计算可以带来变革，以及它与元宇宙有何不同。他写道：“如果互联网的组织原则是信息希望被共享，而元宇宙的组织原则是信息希望被体验，那么空间计算就是将创造这些体验所必需的工具融合在一起。” 空间计算是新技术变革的推动者，但它自身也由一系列技术所推动，我们将在下一节以及整本书中深入探讨这些技术。 1. 空间计算重塑人机交互方式：通过AI，空间计算将引领人与机器沟通以及人与人互动的新方式，进而带来一种新的人机交互范式。 2. 空间计算带来创新与竞争优势：虽然我们现在正在经历一场AI革命，但我们正处于新的融合的计算范式的前沿，在那里物理和虚拟无缝融合，为创新、人类连通性、新工作方式，以及新产品和新服务打开无尽可能性。 3. 广泛影响商业世界和日常生活：作者揭示了空间计算的巨大潜力，以及它将掀起的一场AI驱动的新商业革命，阐述了它将如何影响商业、工作、教育、购物、休闲等方面的未来。 4. 中国移动研究院院长黄宇红、中赫集团副总裁葛颀、复旦大学教授严锋、南方科技大学教授马兆远推荐。