مقدمه

دنیای صنعت در حال گذار به عصری جدید است، عصری که در آن مرزهای فیزیکی و دیجیتالی به سرعت در حال محو شدن هستند. دو فناوری که نقش کلیدی در این تحول ایفا می‌کنند، اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) و واقعیت افزوده/مجازی (AR/VR) هستند. IIoT با اتصال دستگاه‌ها، ماشین‌آلات و سیستم‌های مختلف در محیط‌های صنعتی، امکان جمع‌آوری و تحلیل داده‌های بی‌سابقه‌ای را فراهم می‌کند که به نوبه خود به بهبود کارایی، بهره‌وری و تصمیم‌گیری در صنعت منجر می‌شود. از سوی دیگر، AR/VR با ایجاد تجربیات تعاملی و فراگیر، روش‌های جدیدی را برای تعامل با داده‌ها، آموزش کارکنان، طراحی و شبیه‌سازی فرآیندها و حتی کنترل از راه دور تجهیزات صنعتی ارائه می‌دهد.

تصور کنید در یک کارخانه هوشمند، حسگرهای بی‌شماری بر روی خطوط تولید، ماشین‌آلات و محیط کار نصب شده‌اند که به طور مداوم داده‌هایی مانند دما، فشار، رطوبت و وضعیت تجهیزات را جمع‌آوری و به یک پلتفرم ابری ارسال می‌کنند. با تحلیل این داده‌ها توسط الگوریتم‌های هوش مصنوعی، می‌توان به طور خودکار عملکرد ماشین‌آلات را بهینه‌سازی کرد، خرابی‌ها را پیش‌بینی و از آنها جلوگیری کرد و کیفیت محصولات را بهبود بخشید. این تنها یکی از کاربردهای IIoT در صنعت است.

حال تصور کنید یک تکنسین با استفاده از عینک واقعیت افزوده، به یک دستگاه پیچیده نگاه می‌کند و به طور همزمان اطلاعات مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری آن دستگاه، مانند دستورالعمل‌های گام به گام، نمودارهای مدار و داده‌های عملکرد دستگاه را در میدان دید خود مشاهده می‌کند. یا یک مهندس با استفاده از واقعیت مجازی، یک خط تولید جدید را به طور مجازی طراحی و شبیه‌سازی می‌کند تا قبل از پیاده‌سازی فیزیکی، مشکلات احتمالی را شناسایی و رفع کند. اینها نمونه‌هایی از کاربردهای AR/VR در صنعت هستند.

اما قدرت واقعی زمانی آشکار می‌شود که این دو فناوری با یکدیگر ترکیب شوند. همگرایی IIoT و AR/VR، امکانات جدیدی را برای بهبود کارایی، بهره‌وری، ایمنی و تصمیم‌گیری در صنعت فراهم می‌کند. برای مثال، با ترکیب داده‌های IIoT و AR، می‌توان تجربیات آموزشی فراگیر و موثرتری را برای کارکنان ایجاد کرد. یا با استفاده از VR و داده‌های IIoT، می‌توان یک دوقلوی دیجیتالی از یک کارخانه ایجاد کرد که به طور دقیق عملکرد آن را در دنیای واقعی منعکس می‌کند و به این ترتیب، امکان آزمایش سناریوهای مختلف و بهینه‌سازی فرآیندها را فراهم می‌کند.

در این مقاله، به بررسی جامع اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) و واقعیت افزوده/مجازی (AR/VR) و همگرایی آنها در صنعت می‌پردازیم. در ابتدا، به معرفی مفاهیم و کاربردهای هر یک از این فناوری‌ها به طور جداگانه خواهیم پرداخت. سپس، مزایا، چالش‌ها و فرصت‌های ناشی از ترکیب IIoT و AR/VR را بررسی کرده و نمونه‌هایی از کاربردهای آنها در صنعت را ارائه خواهیم داد. در نهایت، به چشم‌انداز آینده این فناوری‌ها و تاثیر آنها بر صنعت و نیروی کار خواهیم پرداخت.

فصل اول: اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

اینترنت اشیا (IoT) به طور فزاینده‌ای در حال تغییر شکل دنیای اطراف ما است، از خانه‌های هوشمند گرفته تا شهرهای هوشمند. اما کاربردهای اینترنت اشیا به محیط‌های خانگی و شهری محدود نمی‌شود. در واقع، یکی از مهم‌ترین و انقلابی‌ترین کاربردهای IoT در حوزه صنعت است که به آن اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) گفته می‌شود. IIoT با اتصال دستگاه‌ها، ماشین‌آلات و سیستم‌های مختلف در محیط‌های صنعتی، امکان جمع‌آوری و تحلیل داده‌های بی‌سابقه‌ای را فراهم می‌کند که به نوبه خود به بهبود کارایی، بهره‌وری و تصمیم‌گیری در صنعت منجر می‌شود.

1-1. تعریف و مفاهیم IIoT

IIoT به معنای استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیا در کاربردهای صنعتی است. این فناوری شامل اتصال دستگاه‌های مختلف در یک شبکه صنعتی به منظور جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها، کنترل و نظارت بر فرآیندها و بهبود کارایی و بهره‌وری است. در IIoT، حسگرها، محرک‌ها، کنترل‌کننده‌ها و سایر دستگاه‌های صنعتی به یکدیگر و به سیستم‌های اطلاعاتی بزرگتر متصل می‌شوند.

تفاوت IIoT با IoT:

اگرچه IIoT زیرمجموعه‌ای از IoT محسوب می‌شود، اما تفاوت‌های کلیدی بین آنها وجود دارد:

• تمرکز بر کاربردهای صنعتی: IIoT بر کاربردهای صنعتی مانند تولید، انرژی، حمل و نقل و سلامت تمرکز دارد، در حالی که IoT کاربردهای گسترده‌تری از جمله خانه‌های هوشمند، شهرهای هوشمند و پوشیدنی‌ها را شامل می‌شود.
• مقیاس و پیچیدگی: سیستم‌های IIoT معمولاً بسیار بزرگتر و پیچیده‌تر از سیستم‌های IoT هستند و شامل تعداد زیادی دستگاه، حسگر و سیستم می‌شوند.
• امنیت و قابلیت اطمینان: در IIoT، امنیت و قابلیت اطمینان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، زیرا هرگونه اختلال در سیستم می‌تواند منجر به خسارات مالی و حتی جانی شود.
• پروتکل‌های ارتباطی: در IIoT از پروتکل‌های ارتباطی خاصی مانند MQTT، OPC UA و PROFINET استفاده می‌شود که برای کاربردهای صنعتی بهینه شده‌اند.

اجزای اصلی IIoT:

یک سیستم IIoT معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده است:

• حسگرها: حسگرها داده‌های مختلف مانند دما، فشار، رطوبت، لرزش و موقعیت را از محیط جمع‌آوری می‌کنند.
• شبکه‌های ارتباطی: شبکه‌های ارتباطی مانند Wi-Fi، Ethernet، بلوتوث و شبکه‌های سلولی برای انتقال داده‌ها بین حسگرها، دستگاه‌ها و سیستم‌های اطلاعاتی استفاده می‌شوند.
• پلتفرم‌های ابری: پلتفرم‌های ابری برای ذخیره‌سازی، پردازش و تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده از حسگرها استفاده می‌شوند.
• تحلیل داده: با استفاده از روش‌های تحلیل داده و یادگیری ماشین، می‌توان از داده‌های جمع‌آوری شده برای بهبود کارایی، پیش‌بینی خرابی‌ها و اتخاذ تصمیمات بهتر استفاده کرد.
• رابط کاربری: رابط کاربری به کاربران اجازه می‌دهد تا با سیستم IIoT تعامل داشته باشند، داده‌ها را مشاهده کنند و دستورات مختلف را صادر کنند.

1-2. کاربردهای IIoT در صنعت

IIoT کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد، از جمله:

• 1-2-1. اتوماسیون صنعتی و کنترل فرآیند: IIoT امکان اتوماسیون فرآیندهای تولید و کنترل دقیق پارامترهای مختلف را فراهم می‌کند. با استفاده از حسگرها و محرک‌های متصل به شبکه، می‌توان فرآیندهای تولید را به طور خودکار کنترل و بهینه‌سازی کرد.
• 1-2-2. نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه: با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده از حسگرها، می‌توان خرابی‌های احتمالی در ماشین‌آلات را پیش‌بینی و از آنها جلوگیری کرد. این کار منجر به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات، افزایش زمان بهره‌وری و بهبود ایمنی می‌شود.
• 1-2-3. بهینه‌سازی زنجیره تامین: IIoT امکان ردیابی محصولات در طول زنجیره تامین را فراهم می‌کند و به این ترتیب، می‌توان موجودی انبار را به طور موثر مدیریت کرد، تاخیرها را کاهش داد و کارایی زنجیره تامین را بهبود بخشید.
• 1-2-4. مدیریت انرژی: با استفاده از IIoT می‌توان مصرف انرژی در کارخانه‌ها و ساختمان‌ها را به طور موثر کنترل و بهینه‌سازی کرد. این کار منجر به کاهش هزینه‌های انرژی و کاهش آلودگی محیط زیست می‌شود.
• 1-2-5. بهبود ایمنی و امنیت: IIoT می‌تواند به بهبود ایمنی کارکنان و امنیت محیط کار کمک کند. برای مثال، با استفاده از حسگرهای تشخیص گاز و دود، می‌توان به موقع از نشت گاز و آتش‌سوزی مطلع شد و اقدامات لازم را انجام داد.

1-3. امنیت در IIoT

در حالی که IIoT مزایای بی شماری را برای صنایع به ارمغان می آورد، پیچیدگی و مقیاس آن، چالش‌های امنیتی جدیدی را نیز ایجاد می‌کند. در یک شبکه IIoT، تعداد زیادی دستگاه و سیستم به یکدیگر متصل هستند و هر یک از این نقاط اتصال می‌تواند به عنوان یک نقطه ورود برای مهاجمان سایبری عمل کند. از این رو، تأمین امنیت در IIoT از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

1-3-1. چالش‌های امنیتی در IIoT:

• افزایش سطح حمله: با اتصال تعداد زیادی دستگاه به شبکه، سطح حمله به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و مهاجمان سایبری فرصت‌های بیشتری برای نفوذ به سیستم پیدا می‌کنند.
• ناهمگونی دستگاه‌ها: در یک شبکه IIoT، دستگاه‌های مختلفی با سیستم عامل‌ها، پروتکل‌های ارتباطی و سطح امنیت متفاوت وجود دارد که این امر مدیریت امنیت را پیچیده‌تر می‌کند.
• محدودیت منابع: بسیاری از دستگاه‌های IIoT دارای محدودیت منابع مانند قدرت پردازش، حافظه و انرژی هستند که پیاده‌سازی روش‌های امنیتی پیشرفته را دشوار می‌کند.
• کمبود آگاهی امنیتی: بسیاری از سازندگان و کاربران دستگاه‌های IIoT آگاهی کافی در مورد تهدیدات امنیتی و روش‌های مقابله با آنها ندارند.
• دسترسی فیزیکی: در بسیاری از موارد، دستگاه‌های IIoT در محیط‌های صنعتی و دور از دسترس قرار دارند که این امر کنترل و نظارت بر آنها را دشوار می‌کند.

1-3-2. روش‌های تامین امنیت در IIoT:

برای مقابله با چالش‌های امنیتی در IIoT، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد، از جمله:

• رمزنگاری: رمزنگاری داده‌ها در حین انتقال و ذخیره‌سازی می‌تواند به محافظت از آنها در برابر دسترسی غیرمجاز کمک کند.
• احراز هویت: احراز هویت دستگاه‌ها و کاربران قبل از دسترسی به شبکه و داده‌ها می‌تواند به جلوگیری از دسترسی غیرمجاز کمک کند.
• کنترل دسترسی: با استفاده از کنترل دسترسی، می‌توان دسترسی دستگاه‌ها و کاربران به منابع و داده‌های مختلف را محدود کرد.
• به‌روزرسانی نرم‌افزار: به‌روزرسانی منظم نرم‌افزار دستگاه‌ها می‌تواند به رفع آسیب‌پذیری‌های امنیتی و بهبود امنیت سیستم کمک کند.
• نظارت و تشخیص نفوذ: نظارت بر فعالیت‌های شبکه و تشخیص نفوذ می‌تواند به شناسایی و مقابله با حملات سایبری کمک کند.
• بخش‌بندی شبکه: با تقسیم شبکه به بخش‌های کوچکتر، می‌توان محدوده تأثیر حملات سایبری را محدود کرد.

1-3-3. استانداردها و پروتکل‌های امنیتی در IIoT:

برای تأمین امنیت در IIoT، استانداردها و پروتکل‌های امنیتی مختلفی توسعه یافته‌اند، از جمله:

• IEC 62443: این استاندارد به امنیت سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌پردازد.
• NIST Cybersecurity Framework: این چارچوب راهنمایی‌هایی برای مدیریت ریسک‌های سایبری ارائه می‌دهد.
• ISA/IEC 62443: این استاندارد به امنیت شبکه‌های صنعتی می‌پردازد.

1-4. پروتکل‌های ارتباطی در IIoT

ارتباطات، ستون فقرات هر سیستم IIoT است. برای اینکه دستگاه‌های مختلف در یک شبکه IIoT بتوانند با یکدیگر و با سیستم‌های اطلاعاتی بزرگتر ارتباط برقرار کنند، به پروتکل‌های ارتباطی قابل اعتماد و کارآمد نیاز دارند. در IIoT، از پروتکل‌های ارتباطی مختلفی استفاده می‌شود که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این بخش، به معرفی برخی از مهم‌ترین پروتکل‌های ارتباطی در IIoT می‌پردازیم.

1-4-1. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT یک پروتکل ارتباطی سبک و کارآمد است که برای دستگاه‌های با منابع محدود مانند حسگرها و محرک‌ها طراحی شده است. این پروتکل بر مبنای معماری انتشار/اشتراک (Publish/Subscribe) کار می‌کند و برای انتقال داده‌های کوچک و غیر همزمان مناسب است. MQTT در کاربردهای IIoT مانند نظارت بر محیط زیست، کنترل از راه دور و اتوماسیون خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های کلیدی MQTT:

• سبک و کارآمد: MQTT برای دستگاه‌های با منابع محدود مانند حسگرها و محرک‌ها بهینه شده است و مصرف پهنای باند و انرژی کمی دارد.
• معماری انتشار/اشتراک: در این معماری، دستگاه‌ها داده‌ها را به یک موضوع (Topic) خاص منتشر می‌کنند و دستگاه‌های دیگر می‌توانند به آن موضوع اشتراک داشته باشند و داده‌ها را دریافت کنند.
• قابلیت اطمینان: MQTT سه سطح کیفیت خدمات (QoS) را ارائه می‌دهد که می‌توان بر اساس نیاز کاربرد، سطح مناسب را انتخاب کرد.
• امنیت: MQTT از TLS/SSL برای رمزنگاری داده‌ها و احراز هویت دستگاه‌ها پشتیبانی می‌کند.

1-4-2. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture)

OPC UA یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که برای تبادل داده‌ها بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف در یک محیط صنعتی طراحی شده است. این پروتکل مستقل از پلتفرم است و از امنیت بالایی برخوردار است. OPC UA در کاربردهای IIoT مانند اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند و جمع‌آوری داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های کلیدی OPC UA:

• مستقل از پلتفرم: OPC UA می‌تواند بر روی سیستم عامل‌ها و پلتفرم‌های سخت‌افزاری مختلف اجرا شود.
• امنیت بالا: OPC UA از روش‌های رمزنگاری و احراز هویت پیشرفته برای تأمین امنیت داده‌ها استفاده می‌کند.
• قابلیت اطمینان: OPC UA از مکانیزم‌های مختلفی برای تأمین قابلیت اطمینان ارتباطات، مانند تشخیص خطا و بازیابی اتوماتیک، استفاده می‌کند.
• مدل داده غنی: OPC UA از یک مدل داده غنی برای توصیف داده‌ها و روابط بین آنها استفاده می‌کند.

1-4-3. AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)

AMQP یک پروتکل ارتباطی متن باز است که برای تبادل پیام‌های غیر همزمان بین برنامه‌های کاربردی طراحی شده است. این پروتکل از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است و برای کاربردهای IIoT مانند انتقال داده‌های حسگرها، کنترل فرآیند و یکپارچه‌سازی سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های کلیدی AMQP:

• قابلیت اطمینان: AMQP از مکانیزم‌های مختلفی برای تأمین قابلیت اطمینان انتقال پیام‌ها، مانند صف‌های پیام و تایید دریافت، استفاده می‌کند.
• انعطاف‌پذیری: AMQP از الگوهای ارتباطی مختلفی مانند نقطه به نقطه، انتشار/اشتراک و درخواست/پاسخ پشتیبانی می‌کند.
• امنیت: AMQP از TLS/SSL برای رمزنگاری داده‌ها و احراز هویت استفاده می‌کند.

1-4-4. LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)

LoRaWAN یک پروتکل ارتباطی کم توان و برد بلند است که برای کاربردهای اینترنت اشیا طراحی شده است. این پروتکل برای اتصال دستگاه‌های باتری خور مانند حسگرها و محرک‌ها به اینترنت مناسب است و در کاربردهای IIoT مانند نظارت بر محیط زیست، کشاورزی هوشمند و شهرهای هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های کلیدی LoRaWAN:

• کم توان: LoRaWAN مصرف انرژی بسیار کمی دارد و برای دستگاه‌های باتری خور مناسب است.
• برد بلند: LoRaWAN می‌تواند داده‌ها را در فواصل طولانی (تا 15 کیلومتر) انتقال دهد.
• هزینه پایین: پیاده‌سازی و نگهداری شبکه‌های LoRaWAN نسبت به سایر فناوری‌های ارتباطی هزینه کمتری دارد.
• امنیت: LoRaWAN از رمزنگاری داده‌ها برای تأمین امنیت ارتباطات استفاده می‌کند.

انتخاب پروتکل ارتباطی مناسب به عواملی مانند نوع کاربرد، محدودیت منابع، نیازهای امنیتی و مقیاس شبکه بستگی دارد. در بسیاری از موارد، از ترکیبی از پروتکل‌های مختلف برای برآورده کردن نیازهای مختلف استفاده می‌شود.

فصل دوم: واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR)

در این فصل، به دنیای واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) قدم می‌گذاریم. این فناوری‌ها، با ایجاد تجربیات تعاملی و فراگیر، روش‌های جدیدی را برای تعامل با داده‌ها، آموزش، طراحی و حتی سرگرمی ارائه می‌دهند. ابتدا به تعریف و مفاهیم AR و VR و تفاوت‌های آنها می‌پردازیم و سپس تکنولوژی‌های مورد استفاده در این فناوری‌ها و کاربردهای آنها در حوزه‌های مختلف را بررسی می‌کنیم. در نهایت، ابزارها و فریمورک‌های مورد استفاده برای توسعه AR و VR را معرفی خواهیم کرد.

2-1. تعریف و مفاهیم AR و VR

واقعیت افزوده (AR) به معنای اضافه کردن اطلاعات دیجیتالی به دنیای واقعی است. در AR، تصاویر تولید شده توسط کامپیوتر بر روی دید کاربر از دنیای واقعی قرار می‌گیرند و به این ترتیب، اطلاعات مکمل و تجربیات تعاملی جدیدی را برای کاربر فراهم می‌کنند. برای مثال، با استفاده از یک گوشی هوشمند و یک اپلیکیشن AR، می‌توانید دوربین را به سمت یک محصول بگیرید و اطلاعات مکمل درباره آن محصول، مانند قیمت، ویژگی‌ها و نظرات کاربران را بر روی صفحه نمایش مشاهده کنید.

واقعیت مجازی (VR) به معنای ایجاد یک محیط کاملا مجازی و فراگیر است که کاربر می‌تواند در آن غوطه‌ور شود. در VR، کاربر با استفاده از یک هدست VR، به طور کامل از دنیای واقعی جدا می‌شود و وارد یک دنیای سه بعدی مجازی می‌شود که می‌تواند با آن تعامل داشته باشد. برای مثال، با استفاده از یک هدست VR، می‌توانید در یک بازی ویدیویی شرکت کنید و احساس کنید که واقعا در محیط بازی حضور دارید.

تفاوت AR و VR:

• AR اطلاعات دیجیتالی را به دنیای واقعی اضافه می‌کند، در حالی که VR یک محیط کاملا مجازی ایجاد می‌کند.
• در AR، کاربر همچنان از دنیای واقعی آگاه است، در حالی که در VR، کاربر به طور کامل در محیط مجازی غوطه‌ور می‌شود.
• AR معمولا با استفاده از گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها قابل دسترسی است، در حالی که VR نیاز به هدست‌های VR دارد.

انواع AR:

• مبتنی بر نشانگر (Marker-based AR): در این نوع AR، از یک نشانگر (مانند یک تصویر یا یک کد QR) برای تشخیص محل قرارگیری اشیاء در دنیای واقعی و نمایش اطلاعات دیجیتالی مربوط به آنها استفاده می‌شود.
• بدون نشانگر (Markerless AR): در این نوع AR، از حسگرهای مختلف مانند GPS، دوربین و شتاب‌سنج برای تشخیص محل قرارگیری اشیاء در دنیای واقعی استفاده می‌شود.
• مبتنی بر مکان (Location-based AR): در این نوع AR، از مکان کاربر برای نمایش اطلاعات دیجیتالی مربوط به آن مکان استفاده می‌شود.

2-2. تکنولوژی‌های AR و VR

برای ایجاد تجربیات AR و VR، از تکنولوژی‌های مختلفی استفاده می‌شود که برخی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:

2-2-1. نمایشگرها:

نمایشگرها نقش کلیدی در AR و VR ایفا می‌کنند و برای نمایش تصاویر مجازی و اطلاعات دیجیتالی به کاربر استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین نمایشگرهای مورد استفاده در AR و VR عبارتند از:

• هدست‌های واقعیت مجازی (HMD): هدست‌های VR مانند Oculus Rift، HTC Vive و PlayStation VR برای ایجاد یک تجربه فراگیر VR استفاده می‌شوند. این هدست‌ها دارای دو صفحه نمایش هستند که یک تصویر سه بعدی را برای هر چشم نمایش می‌دهند و به این ترتیب، احساس حضور در محیط مجازی را برای کاربر ایجاد می‌کنند.
• گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها: گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها می‌توانند برای ایجاد تجربیات AR استفاده شوند. با استفاده از دوربین و حسگرهای مختلف موجود در این دستگاه‌ها، می‌توان تصاویر مجازی را بر روی دید کاربر از دنیای واقعی قرار داد.
• پروژکتورها: پروژکتورها می‌توانند برای نمایش تصاویر مجازی بر روی سطوح مختلف مانند دیوارها و میزها استفاده شوند. این روش برای ایجاد تجربیات AR در مقیاس بزرگ مناسب است.
• نمایشگرهای شفاف: نمایشگرهای شفاف می‌توانند برای ایجاد تجربیات AR بدون مسدود کردن دید کاربر از دنیای واقعی استفاده شوند. این نمایشگرها هنوز در مرحله توسعه هستند و به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

2-2-2. حسگرها:

حسگرها برای جمع‌آوری اطلاعات از محیط و ردیابی حرکات کاربر در AR و VR استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین حسگرهای مورد استفاده در AR و VR عبارتند از:

• دوربین: دوربین برای گرفتن تصاویر از دنیای واقعی و تشخیص اشیاء و نشانگرها در AR استفاده می‌شود. در VR، دوربین می‌تواند برای ردیابی حرکات کاربر و کنترل محیط مجازی استفاده شود.
• ژیروسکوپ و شتاب‌سنج: ژیروسکوپ و شتاب‌سنج برای تشخیص حرکات و جهت‌گیری دستگاه در AR و VR استفاده می‌شوند.
• GPS: GPS برای تشخیص مکان کاربر در AR مبتنی بر مکان استفاده می‌شود.
• حسگرهای عمق: حسگرهای عمق مانند LiDAR برای تشخیص فاصله تا اشیاء و ایجاد نقشه سه بعدی از محیط در AR و VR استفاده می‌شوند.

2-2-3. پردازش تصویر و گرافیک کامپیوتری:

پردازش تصویر و گرافیک کامپیوتری برای ایجاد تصاویر مجازی و ترکیب آنها با تصاویر دنیای واقعی در AR و VR استفاده می‌شوند. الگوریتم‌های پردازش تصویر برای تشخیص اشیاء، ردیابی حرکات و ایجاد مدل‌های سه بعدی از محیط استفاده می‌شوند. گرافیک کامپیوتری برای رندر کردن تصاویر مجازی و ایجاد تجربیات تعاملی استفاده می‌شود.

2-3. کاربردهای AR و VR در حوزه‌های مختلف

AR و VR فناوری‌های قدرتمندی هستند که کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف دارند. در این بخش، به بررسی برخی از مهم‌ترین کاربردهای AR و VR در صنعت، پزشکی، آموزش و سرگرمی می‌پردازیم.

2-3-1. صنعت:

• آموزش کارکنان: AR و VR می‌توانند برای آموزش کارکنان در محیط‌های شبیه‌سازی شده و بدون ریسک استفاده شوند. برای مثال، کارکنان یک کارخانه می‌توانند با استفاده از AR و VR، نحوه کار با ماشین‌آلات پیچیده را در یک محیط مجازی یاد بگیرند و مهارت‌های خود را بدون نگرانی از آسیب دیدن خود یا تجهیزات بهبود بخشند.
• طراحی و مهندسی: AR و VR می‌توانند برای طراحی و مهندسی محصولات و فرآیندها استفاده شوند. برای مثال، مهندسان می‌توانند با استفاده از VR، یک مدل سه بعدی از یک محصول جدید را ایجاد کنند و آن را از زوایای مختلف بررسی کنند. همچنین، با استفاده از AR، می‌توان طرح‌های سه بعدی را بر روی محیط واقعی قرار داد و آنها را در مقیاس واقعی مشاهده کرد.
• نگهداری و تعمیرات: AR می‌تواند به تکنسین‌ها در انجام عملیات نگهداری و تعمیرات کمک کند. برای مثال، با استفاده از AR، یک تکنسین می‌تواند دستورالعمل‌های گام به گام برای تعمیر یک دستگاه را در میدان دید خود مشاهده کند و بدون نیاز به مراجعه به دفترچه راهنما، عملیات تعمیر را انجام دهد.
• کنترل کیفیت: AR می‌تواند برای کنترل کیفیت محصولات استفاده شود. برای مثال، با استفاده از AR، می‌توان عیوب موجود در یک محصول را به طور خودکار تشخیص داد و آنها را به کارکنان مربوطه گزارش داد.
• بازاریابی و فروش: AR و VR می‌توانند برای ایجاد تجربیات تعاملی و جذاب برای مشتریان استفاده شوند. برای مثال، با استفاده از AR، مشتریان می‌توانند یک محصول را قبل از خرید به طور مجازی امتحان کنند و با ویژگی‌های آن آشنا شوند.

2-3-2. پزشکی:

• جراحی: AR و VR می‌توانند برای کمک به جراحان در انجام عملیات جراحی پیچیده استفاده شوند. برای مثال، با استفاده از AR، جراح می‌تواند تصاویر سه بعدی از اندام‌های داخلی بیمار را در میدان دید خود مشاهده کند و با دقت بیشتری عمل جراحی را انجام دهد.
• توانبخشی: VR می‌تواند برای توانبخشی بیماران مبتلا به سکته مغزی یا آسیب‌های نخاعی استفاده شود. برای مثال، با استفاده از VR، بیمار می‌تواند تمرینات فیزیوتراپی را در یک محیط مجازی انجام دهد و بدون نیاز به حضور فیزیکی در کلینیک، بهبود یابد.
• آموزش پزشکی: AR و VR می‌توانند برای آموزش دانشجویان پزشکی و پرستاران استفاده شوند. برای مثال، با استفاده از VR، دانشجویان می‌توانند آناتومی بدن انسان را به طور تعاملی یاد بگیرند و با انجام شبیه‌سازی‌های مختلف، مهارت‌های خود را در معاینه و درمان بیماران بهبود بخشند.

2-3-3. آموزش:

• آموزش تعاملی: AR و VR می‌توانند برای ایجاد تجربیات آموزشی تعاملی و جذاب برای دانش‌آموزان استفاده شوند. برای مثال، با استفاده از AR، دانش‌آموزان می‌توانند یک مدل سه بعدی از یک سلول یا یک مولکول را مشاهده کنند و با آن تعامل داشته باشند.
• آموزش از راه دور: VR می‌تواند برای آموزش از راه دور استفاده شود. برای مثال، دانش‌آموزان می‌توانند با استفاده از VR، در یک کلاس درس مجازی شرکت کنند و با معلم و سایر دانش‌آموزان تعامل داشته باشند.
• شبیه‌سازی: VR می‌تواند برای شبیه‌سازی موقعیت‌های مختلف و آموزش مهارت‌های مختلف استفاده شود. برای مثال، با استفاده از VR، دانش‌آموزان می‌توانند شبیه‌سازی پرواز با هواپیما یا رانندگی با خودرو را تجربه کنند.

2-3-4. سرگرمی:

• بازی‌های ویدیویی: VR به طور گسترده در صنعت بازی‌های ویدیویی استفاده می‌شود. با استفاده از VR، بازیکنان می‌توانند در دنیای بازی غوطه‌ور شوند و تجربه بازی واقعی‌تری داشته باشند.
• فیلم و تلویزیون: VR می‌تواند برای ایجاد تجربیات سینمایی فراگیر استفاده شود. با استفاده از VR، تماشاگران می‌توانند احساس کنند که در صحنه فیلم حضور دارند و با شخصیت‌های فیلم تعامل داشته باشند.

2-4. ابزارها و فریمورک‌های توسعه AR و VR

برای توسعه اپلیکیشن‌های AR و VR، ابزارها و فریمورک‌های مختلفی وجود دارد که به توسعه‌دهندگان در ایجاد تجربیات تعاملی و فراگیر کمک می‌کنند. در این بخش، به معرفی برخی از مهم‌ترین ابزارها و فریمورک‌های توسعه AR و VR می‌پردازیم.

2-4-1. ARKit (اپل)

ARKit فریمورک توسعه AR اپل است که برای ایجاد اپلیکیشن‌های AR برای دستگاه‌های iOS مانند iPhone و iPad استفاده می‌شود. ARKit از تکنولوژی‌های مختلفی مانند ردیابی حرکت، تشخیص صفحه و تشخیص نور برای ایجاد تجربیات AR واقع‌گرایانه استفاده می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی ARKit:

• ردیابی حرکت دقیق: ARKit از دوربین و حسگرهای حرکت دستگاه برای ردیابی دقیق حرکات کاربر استفاده می‌کند.
• تشخیص صفحه و اشیاء: ARKit می‌تواند سطوح افقی و عمودی مانند میزها و دیوارها را تشخیص دهد و اشیاء سه بعدی را بر روی آنها قرار دهد.
• تشخیص نور: ARKit می‌تواند شدت و جهت نور محیط را تشخیص دهد و از این اطلاعات برای رندر واقع‌گرایانه اشیاء سه بعدی استفاده کند.
• یکپارچه‌سازی با سایر فریمورک‌ها: ARKit می‌تواند با سایر فریمورک‌های توسعه مانند Unity و Unreal Engine یکپارچه شود.

2-4-2. ARCore (گوگل)

ARCore فریمورک توسعه AR گوگل است که برای ایجاد اپلیکیشن‌های AR برای دستگاه‌های اندروید استفاده می‌شود. ARCore نیز مانند ARKit از تکنولوژی‌های مختلفی مانند ردیابی حرکت، تشخیص صفحه و تشخیص نور برای ایجاد تجربیات AR واقع‌گرایانه استفاده می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی ARCore:

• ردیابی حرکت و محیط: ARCore می‌تواند حرکات کاربر و محیط اطراف را ردیابی کند و اشیاء سه بعدی را در محیط قرار دهد.
• تشخیص صفحه و اشیاء: ARCore می‌تواند سطوح افقی و عمودی را تشخیص دهد و اشیاء سه بعدی را بر روی آنها قرار دهد.
• تشخیص نور و سایه: ARCore می‌تواند نور و سایه محیط را تشخیص دهد و از این اطلاعات برای رندر واقع‌گرایانه اشیاء سه بعدی استفاده کند.
• یکپارچه‌سازی با سایر فریمورک‌ها: ARCore می‌تواند با سایر فریمورک‌های توسعه مانند Unity و Unreal Engine یکپارچه شود.

2-4-3. Vuforia

Vuforia یک پلتفرم توسعه AR است که برای ایجاد اپلیکیشن‌های AR برای دستگاه‌های مختلف مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و عینک‌های هوشمند استفاده می‌شود. Vuforia از تکنولوژی تشخیص تصویر برای تشخیص اشیاء و نشانگرها در دنیای واقعی و نمایش اطلاعات دیجیتالی مربوط به آنها استفاده می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی Vuforia:

• تشخیص تصویر و اشیاء: Vuforia می‌تواند تصاویر، اشیاء و نشانگرهای مختلف را در دنیای واقعی تشخیص دهد.
• ردیابی هدف: Vuforia می‌تواند حرکات اشیاء و نشانگرها را ردیابی کند و اطلاعات دیجیتالی را بر روی آنها قرار دهد.
• ایجاد تجربیات AR تعاملی: Vuforia به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تجربیات AR تعاملی ایجاد کنند که کاربران می‌توانند با آنها تعامل داشته باشند.
• یکپارچه‌سازی با سایر فریمورک‌ها: Vuforia می‌تواند با سایر فریمورک‌های توسعه مانند Unity و Unreal Engine یکپارچه شود.

2-4-4. Unity

Unity یک موتور بازی سازی محبوب است که برای توسعه بازی‌های ویدیویی، شبیه‌سازی‌ها و اپلیکیشن‌های AR و VR استفاده می‌شود. Unity دارای ابزارها و ویژگی‌های مختلفی برای ایجاد تجربیات سه بعدی تعاملی است.

ویژگی‌های کلیدی Unity برای AR و VR:

• پشتیبانی از پلتفرم‌های مختلف: Unity از پلتفرم‌های مختلف مانند iOS، اندروید، ویندوز و هدست‌های VR پشتیبانی می‌کند.
• ابزارهای گرافیکی قدرتمند: Unity دارای ابزارهای گرافیکی قدرتمندی برای ایجاد محیط‌های سه بعدی واقع‌گرایانه است.
• پشتیبانی از ARKit و ARCore: Unity از ARKit و ARCore پشتیبانی می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اپلیکیشن‌های AR برای دستگاه‌های iOS و اندروید ایجاد کنند.
• دارایی‌های آماده: Unity دارای یک فروشگاه دارایی است که در آن می‌توان مدل‌های سه بعدی، انیمیشن‌ها و اسکریپت‌های آماده را برای استفاده در پروژه‌های AR و VR پیدا کرد.

2-4-5. Unreal Engine

Unreal Engine یکی دیگر از موتورهای بازی سازی محبوب است که برای توسعه بازی‌های ویدیویی با کیفیت بالا، شبیه‌سازی‌ها و اپلیکیشن‌های AR و VR استفاده می‌شود. Unreal Engine دارای گرافیک بسیار واقع‌گرایانه و ویژگی‌های پیشرفته برای ایجاد تجربیات فراگیر است.

ویژگی‌های کلیدی Unreal Engine برای AR و VR:

• گرافیک واقع‌گرایانه: Unreal Engine دارای یک موتور رندر قدرتمند است که می‌تواند تصاویر بسیار واقع‌گرایانه ایجاد کند.
• ابزارهای توسعه پیشرفته: Unreal Engine دارای ابزارهای توسعه پیشرفته‌ای برای ایجاد محیط‌های سه بعدی تعاملی و انیمیشن‌های پیچیده

فصل سوم: همگرایی IIoT و AR/VR

همانطور که در فصل‌های قبل دیدیم، IIoT و AR/VR هر یک به تنهایی پتانسیل قابل توجهی برای تحول صنعت دارند. اما زمانی که این دو فناوری با یکدیگر ترکیب شوند، یک هم‌افزایی قدرتمند ایجاد می‌شود که می‌تواند به بهبود چشمگیر کارایی، بهره‌وری و ایمنی در صنعت منجر شود. در این فصل، به بررسی مزایای همگرایی IIoT و AR/VR و کاربردهای آن در صنعت می‌پردازیم.

3-1. مزایای همگرایی IIoT و AR/VR

ترکیب IIoT و AR/VR مزایای زیادی را برای صنایع به ارمغان می‌آورد، از جمله:

3-1-1. بهبود کارایی و بهره‌وری:

• دسترسی به اطلاعات در زمان واقعی: با ترکیب داده‌های IIoT و AR، کارکنان می‌توانند به اطلاعات مورد نیاز خود در زمان واقعی و در محل کار دسترسی داشته باشند. برای مثال، یک تکنسین با استفاده از عینک AR می‌تواند داده‌های عملکرد یک دستگاه را به طور همزمان مشاهده کند و بدون نیاز به مراجعه به سیستم‌های اطلاعاتی دیگر، تصمیمات لازم را اتخاذ کند.
• آموزش موثرتر: با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT، می‌توان تجربیات آموزشی فراگیر و موثرتری را برای کارکنان ایجاد کرد. برای مثال، کارکنان می‌توانند با استفاده از VR، نحوه کار با ماشین‌آلات پیچیده را در یک محیط مجازی و بدون ریسک یاد بگیرند.
• بهبود فرآیندهای کاری: با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT، می‌توان فرآیندهای کاری را بهبود بخشید و کارایی آنها را افزایش داد. برای مثال، با استفاده از AR، می‌توان کارکنان را در انجام وظایف مختلف راهنمایی کرد و از خطاهای انسانی جلوگیری کرد.

3-1-2. کاهش خطاهای انسانی:

• راهنمایی گام به گام: با استفاده از AR، می‌توان کارکنان را در انجام وظایف مختلف به طور گام به گام راهنمایی کرد و از خطاهای انسانی جلوگیری کرد. برای مثال، با استفاده از AR، یک تکنسین می‌تواند دستورالعمل‌های مورد نیاز برای تعمیر یک دستگاه را در میدان دید خود مشاهده کند و بدون نیاز به مراجعه به دفترچه راهنما، عملیات تعمیر را انجام دهد.
• شبیه‌سازی و آموزش: با استفاده از VR، می‌توان موقعیت‌های مختلف کاری را شبیه‌سازی کرد و کارکنان را برای مواجهه با آنها آماده کرد. این کار به کاهش خطاهای انسانی در محیط کار کمک می‌کند.

3-1-3. بهبود تصمیم‌گیری:

• تجسم داده‌ها: با استفاده از AR/VR، می‌توان داده‌های IIoT را به صورت گرافیکی و تعاملی نمایش داد و به این ترتیب، درک آنها را برای کاربران آسان‌تر کرد. این کار به بهبود تصمیم‌گیری در مورد مسائل مختلف مانند بهینه‌سازی فرآیندها، مدیریت منابع و رفع مشکلات کمک می‌کند.
• تحلیل پیش‌بینانه: با ترکیب داده‌های IIoT و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، می‌توان خرابی‌های احتمالی در ماشین‌آلات را پیش‌بینی و از آنها جلوگیری کرد. این کار به بهبود تصمیم‌گیری در مورد نگهداری و تعمیرات تجهیزات کمک می‌کند.

3-1-4. افزایش ایمنی:

• شناسایی خطرات: با استفاده از AR، می‌توان خطرات موجود در محیط کار را به کارکنان هشدار داد. برای مثال، با استفاده از AR، می‌توان مناطق پرخطر در یک کارخانه را به طور برجسته نمایش داد و به کارکنان در مورد آنها هشدار داد.
• آموزش ایمنی: با استفاده از VR، می‌توان موقعیت‌های خطرناک را شبیه‌سازی کرد و کارکنان را برای مواجهه با آنها آماده کرد. این کار به افزایش آگاهی و آمادگی کارکنان در مورد مسائل ایمنی کمک می‌کند.

3-2-1. آموزش کارکنان با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT

یکی از کاربردهای مهم همگرایی IIoT و AR/VR در صنعت، آموزش کارکنان است. با ترکیب این دو فناوری، می‌توان تجربیات آموزشی فراگیر و موثرتری را برای کارکنان ایجاد کرد که به بهبود عملکرد، افزایش ایمنی و کاهش خطاها منجر می‌شود.

چگونه IIoT و AR/VR در آموزش کارکنان به هم می‌پیوندند؟

• شبیه‌سازی محیط‌های واقعی: با استفاده از VR، می‌توان محیط‌های کاری واقعی را به صورت مجازی شبیه‌سازی کرد. این محیط‌ها می‌توانند شامل خطوط تولید، ماشین‌آلات، تجهیزات و حتی شرایط خطرناک باشند. کارکنان می‌توانند در این محیط‌های مجازی، وظایف خود را تمرین کنند، با تجهیزات آشنا شوند و مهارت‌های خود را بدون هیچگونه ریسک واقعی بهبود بخشند.
• دسترسی به اطلاعات در زمان واقعی: با استفاده از AR، می‌توان اطلاعات مربوط به تجهیزات و فرآیندها را در زمان واقعی به کارکنان نمایش داد. این اطلاعات می‌توانند شامل دستورالعمل‌های کاری، نمودارهای شماتیک، داده‌های عملکردی و هشدارهای ایمنی باشند. با دسترسی به این اطلاعات در حین کار، کارکنان می‌توانند با دقت و کارایی بیشتری وظایف خود را انجام دهند.
• آموزش شخصی‌سازی شده: با استفاده از داده‌های IIoT، می‌توان عملکرد کارکنان را در حین آموزش ارزیابی کرد و بازخوردهای شخصی‌سازی شده به آنها ارائه داد. این بازخوردها می‌توانند به کارکنان در شناسایی نقاط ضعف و قوت خود و بهبود عملکردشان کمک کنند.

مثال‌های واقعی:

• شرکت بوئینگ: از VR برای آموزش تکنسین‌های خود در مونتاژ هواپیما استفاده می‌کند. تکنسین‌ها می‌توانند با استفاده از هدست‌های VR، قطعات مختلف هواپیما را به صورت مجازی مونتاژ کنند و با فرآیند مونتاژ آشنا شوند.
• شرکت زیمنس: از AR برای آموزش کارکنان خود در تعمیر و نگهداری توربین‌های بادی استفاده می‌کند. با استفاده از عینک‌های AR، تکنسین‌ها می‌توانند اطلاعات مربوط به توربین را در حین کار مشاهده کنند و دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری را به صورت گام به گام دنبال کنند.
• شرکت thyssenkrupp: از AR برای آموزش تکنسین‌های خود در تعمیر و نگهداری آسانسور استفاده می‌کند. با استفاده از تبلت‌ها، تکنسین‌ها می‌توانند تصاویر سه بعدی از قطعات آسانسور را مشاهده کنند و با نحوه تعمیر و نگهداری آنها آشنا شوند.

مزایای استفاده از IIoT و AR/VR در آموزش کارکنان:

• افزایش کارایی و بهره‌وری
• کاهش خطاهای انسانی
• بهبود ایمنی
• کاهش هزینه‌های آموزش
• افزایش جذابیت و تعامل در آموزش

با توجه به مزایای ذکر شده، می‌توان انتظار داشت که استفاده از IIoT و AR/VR در آموزش کارکنان در آینده به طور چشمگیری افزایش یابد.

3-2-2. نگهداری و تعمیرات از راه دور با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT

نگهداری و تعمیرات از راه دور یکی دیگر از کاربردهای مهم همگرایی IIoT و AR/VR در صنعت است. با ترکیب این دو فناوری، می‌توان بهبود قابل توجهی در کارایی، سرعت و دقت عملیات نگهداری و تعمیرات به دست آورد و در عین حال هزینه‌ها و زمان خرابی را کاهش داد.

چگونه IIoT و AR/VR در نگهداری و تعمیرات از راه دور به هم می‌پیوندند؟

• دسترسی به داده‌های IIoT در محیط واقعی: با استفاده از AR، تکنسین‌ها می‌توانند به داده‌های IIoT مربوط به تجهیزات در محیط واقعی و در زمان واقعی دسترسی داشته باشند. این داده‌ها می‌توانند شامل داده‌های عملکرد، دما، فشار، لرزش و سایر پارامترهای مهم باشند. با دسترسی به این داده‌ها، تکنسین‌ها می‌توانند به سرعت مشکلات را شناسایی و رفع کنند.
• راهنمایی از راه دور با استفاده از AR/VR: با استفاده از AR/VR، تکنسین‌های مجرب می‌توانند از راه دور به تکنسین‌های میدانی در انجام عملیات نگهداری و تعمیرات راهنمایی کنند. با استفاده از AR، تکنسین مجرب می‌تواند آنچه را که تکنسین میدانی می‌بیند مشاهده کند و دستورالعمل‌های لازم را به او ارائه دهد. همچنین، با استفاده از VR، می‌توان محیط واقعی را شبیه‌سازی کرد و تکنسین مجرب می‌تواند به طور مجازی در کنار تکنسین میدانی حضور داشته باشد و او را راهنمایی کند.
• کاهش نیاز به سفر: با استفاده از نگهداری و تعمیرات از راه دور، نیاز به سفر تکنسین‌های مجرب به محل تجهیزات کاهش می‌یابد و در نتیجه، هزینه‌ها و زمان خرابی کاهش می‌یابد.

مثال‌های واقعی:

• شرکت مایکروسافت: با استفاده از HoloLens و Dynamics 365 Remote Assist، به تکنسین‌های خود اجازه می‌دهد تا از راه دور با کارشناسان تماس بگیرند و در انجام عملیات نگهداری و تعمیرات راهنمایی دریافت کنند.
• شرکت PTC: با استفاده از Vuforia Chalk، به کاربران اجازه می‌دهد تا بر روی تصاویر دنیای واقعی یادداشت بنویسند و با یکدیگر همکاری کنند. این فناوری می‌تواند برای راهنمایی از راه دور در عملیات نگهداری و تعمیرات استفاده شود.
• شرکت Scope AR: با استفاده از WorkLink، دستورالعمل‌های کاری تعاملی و سه بعدی را برای تکنسین‌ها فراهم می‌کند. این دستورالعمل‌ها می‌توانند به تکنسین‌ها در انجام عملیات نگهداری و تعمیرات با دقت و کارایی بیشتر کمک کنند.

مزایای استفاده از IIoT و AR/VR در نگهداری و تعمیرات از راه دور:

• کاهش زمان خرابی
• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات
• بهبود کارایی و بهره‌وری
• افزایش ایمنی
• دسترسی به تخصص از راه دور

3-2-3. کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT

تصور کنید در یک کارخانه بزرگ هستید که صدها دستگاه و خط تولید مختلف دارد. به جای اینکه تکنسین‌ها مجبور باشند به صورت فیزیکی به هر دستگاه سرکشی کنند، می‌توانند از طریق هدست‌های VR به صورت مجازی در کارخانه “قدم بزنند” و بر عملکرد دستگاه‌ها نظارت داشته باشند. داده‌های IIoT مانند دما، فشار، و لرزش به صورت real-time در نمایشگر هدست نمایش داده می‌شوند و با استفاده از AR، تکنسین می‌تواند اطلاعات مفید مانند دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری را به صورت تصویری در محیط واقعی مشاهده کند.

مثال‌های کاربردی:

• نظارت بر خط تولید: یک تکنسین با استفاده از هدست VR می‌تواند به صورت مجازی در کنار خط تولید حرکت کند و عملکرد هر دستگاه را بررسی کند. در صورت مشاهده هرگونه اختلال، می‌تواند با استفاده از AR دستورالعمل‌های لازم برای رفع مشکل را دریافت کند.
• کنترل ربات‌ها از راه دور: با استفاده از VR و IIoT، می‌توان ربات‌های صنعتی را از راه دور کنترل کرد. اپراتور می‌تواند با استفاده از هدست VR خود را در محیط کار ربات قرار دهد و با استفاده از کنترلرهای مجازی، ربات را هدایت کند.
• بازرسی تجهیزات: با استفاده از AR، تکنسین‌ها می‌توانند به اطلاعات مفید در مورد تجهیزات دسترسی داشته باشند. به عنوان مثال، با نگاه کردن به یک موتور از طریق هدست AR، می‌توانند دما، لرزش، و سایر پارامترهای مهم را مشاهده کنند.

3-2-4. طراحی و شبیه‌سازی محصولات و فرآیندها با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT

با استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT، مهندسان می‌توانند محصولات و فرآیندهای جدید را به صورت مجازی طراحی و شبیه‌سازی کنند و قبل از ساخت فیزیکی، عملکرد آنها را ارزیابی کنند.

مثال‌های کاربردی:

• طراحی خودرو: مهندسان می‌توانند با استفاده از VR یک مدل سه بعدی از یک خودرو را ایجاد کنند و سپس با استفاده از AR آن را در محیط واقعی قرار دهند تا ابعاد و طراحی آن را بهتر درک کنند. همچنین می‌توانند با استفاده از داده‌های IIoT عملکرد خودرو در شرایط مختلف را شبیه‌سازی کنند.
• شبیه‌سازی خط تولید: قبل از راه اندازی یک خط تولید جدید، می‌توان با استفاده از VR و داده‌های IIoT آن را شبیه‌سازی کرد و مشکلات احتمالی را شناسایی و رفع کرد.
• آموزش اپراتورها: با استفاده از VR، می‌توان اپراتورها را در محیط‌های شبیه‌سازی شده آموزش داد. به عنوان مثال، می‌توان یک محیط مجازی از یک کارخانه ایجاد کرد و اپراتورها را با نحوه کار با دستگاه‌های مختلف آشنا کرد.

3-3. چالش‌ها و فرصت‌های همگرایی IIoT و AR/VR

3-3-1. پیچیدگی ادغام IIoT و AR/VR

ادغام IIoT و AR/VR به دلیل وجود پروتکل‌های ارتباطی مختلف، دستگاه‌های متنوع، و نرم‌افزارهای پیچیده می‌تواند چالش برانگیز باشد. برای غلبه بر این چالش، نیاز به استانداردهای باز و پلتفرم‌های یکپارچه است.

3-3-2. امنیت و حریم خصوصی

استفاده از AR/VR و داده‌های IIoT می‌تواند نگرانی‌هایی در مورد امنیت و حریم خصوصی ایجاد کند. به عنوان مثال، داده‌های جمع‌آوری شده توسط سنسورهای IIoT می‌توانند حاوی اطلاعات حساس باشند. همچنین، استفاده از هدست‌های AR/VR می‌تواند منجر به جمع‌آوری داده‌های بیومتریک مانند حرکات چشم و الگوهای رفتاری شود. برای رفع این نگرانی‌ها، نیاز به پیاده‌سازی سیستم‌های امنیتی قوی و شفافیت در جمع‌آوری و استفاده از داده‌ها است.

3-3-3. هزینه‌های پیاده‌سازی

پیاده‌سازی AR/VR و IIoT می‌تواند پر هزینه باشد، به خصوص برای شرکت‌های کوچک و متوسط. هزینه‌های سخت‌افزاری مانند هدست‌های VR و سنسورهای IIoT، و همچنین هزینه‌های نرم‌افزاری و خدمات می‌توانند مانعی برای پیاده‌سازی این فناوری‌ها باشند.

3-3-4. نیاز به زیرساخت‌های قوی

استفاده از AR/VR و IIoT نیازمند زیرساخت‌های قوی از جمله شبکه‌های پرسرعت با پهنای باند بالا، سیستم‌های پردازش قدرتمند، و فضای ذخیره‌سازی ابری است.

در نهایت، همگرایی IIoT و AR/VR می‌تواند انقلابی در صنایع مختلف ایجاد کند. با این حال، برای دستیابی به پتانسیل کامل این فناوری‌ها، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق، سرمایه‌گذاری مناسب، و همکاری بین شرکت‌ها، سازمان‌ها و نهادهای دولتی است.