极简!却实用!这款原型为工业AR头盔打开新思路

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你说它是头灯,但是它还集成AR显示模组;

你说它是AR眼镜,它还能集成到各种头盔、安全帽。

一款应用于工业场景的AR安全帽/头盔,需要具备怎样的特点?简单的答案,大概包括清晰的图像质量、良好的户外显示能力、长续航、抗摔等等。

然而,近期韩国设计团队Model Solution展示的一款名为RUMEN的AR头盔设计,却改变了我对于一款AR头盔的看法。打造一款理想的AR头盔,还需要考虑很多,比如重量、人体工学、实用性、灵活性等等。尤其是要考虑,什么样的AR头盔更容易被普通人接受、更贴近使用者的实际需求。

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以前一提起工业级AR头盔,你脑中可能会出现某种笨重、硬核、科幻感十足的设计外观。通常,工业级AR头盔需要采用定制设计,目的是优化佩戴体验,将安全帽与AR更好的融合,以适合长时间使用。但定制设计也有一定局限性,比如AR模块仅兼容特定的头盔,不灵活通用,或是整体外观看起来突兀、笨重,不容易被工人接受。

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想象一下,全天候戴安全帽的情况下,你还得加上五百多克重的AR头显,就算这种设计再耐用,使用者也不会觉得很舒服。为了解决这样的问题,Model Solution的Hoyeon Shin、Siwook Lee、Seunghyun Hwang、JIhyun Hong便专为工业场景设计了RUMEN这款通用的AR方案,其特点是光学结构简单、应用场景灵活、交互自然,重点是配备了一些实用的辅助功能,比如可调节的LED灯、放大拍照等等。

简洁的设计

从硬件结构来看,RUMEN在前部配备了可调节遮光罩、LCD显示屏、单摄像头模组、作业灯,两侧则各配备一排LED灯,后脑勺部分则放置了电池、USB Type-C接口、外侧外壳还配有红色LED灯,似乎用来显示电量。

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所需材料

RUMEN的光学设计值得一提,主要由一块LCD屏幕和透光显示罩组成。前部的遮光罩为亚克力材质(PMMA),配有外部光屏蔽涂层,用于显示LCD投射的AR图像。此前青亭网曾报道过类似的设计,比如AR脑机接口设备Cognixion ONE就是将iPhone作为光源放在头顶部分,然后用半反半透的遮光罩将光源反射至人眼。

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这种设计技术上没什么难度,但好处是结构不复杂、不需要沉重的光学模组,而且前面的反光罩可以可以上下翻动,在不使用时便可掀起来,足够灵活。HoloLens 2也是采用类似的设计,目的是不干扰使用者与周围环境和人之间的互动,而且也更安全。不过也有一定局限,比如在高亮度环境中显示效果可能不清晰,不确定头盔上的射灯是否会干扰AR显示。在暗光环境中,使用者可能需要关闭射灯,才能更好的看清楚AR图像。

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AR菜单概念图

另外,RUMEN还采用了简洁的控制机制,包括头盔正面顶部左右两边各一个旋钮,可用来切换AR菜单、以选择模式、调节各项功能,比如设置灯光亮度、组合灯模式。或是在拍照模式中,通过旋钮来放大缩小。而头盔背面则配备了调整头围的旋钮。这些旋钮的位置很好记,比按键更容易操控、更直观。设计师解释,旋钮设计是为了方便佩戴者快速控制AR设备,旋钮的位置可以自然摸到。

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而将电池放在后脑勺部分的设计也很常见,HoloLens 2、Pico Neo 3都是这种设计,好处是重量分配更均匀,前后配重平衡。与市面上一些智能头盔不同的是,RUMEN采用充电设计,好处是可反复充电,比替换电池成本更低,不过由于续航未知,无法确定能否全天使用。

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值得注意的是,RUMEN的Type-C接口位于后脑勺后面,插上连接线也不干扰使用。

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从实际需求出发

除了AR培训指导、数字孪生等复杂的应用外,第一人称视频通讯、语音通讯、拍照等功能也是AR在工业等领域常见的应用,虽然不涉及先进的AR显示技术,但已经为一线工人带来实际的便利。这些功能通过简单、轻量化的单目AR眼镜或拍照眼镜即可实现,无需HoloLens 2等更高端的AR设备。

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第一人称视图放大功能

尽管如此,这些功能并不能满足全部的作业需求,使用者可能还需要加入其他的配件,比如头灯、安全帽等等。与此同时,工业安全帽也在寻求更智能化的应用场景,比如集成括跌倒和碰撞报警、GPS定位、4G联网、第一人称远程视频通讯、照明、拍照、双向语音等等。

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相比之下,Model Solution的设计似乎刚好可以满足安全帽和AR办公的两种需求,将LED照明、摄像头、AR显示集成在轻量化的头箍上,可与任何帽子、头盔组合使用。

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除了AR信息显示外,RUMEN的亮点是配备多个可调节光源,可根据环境亮度来打光,不仅可以缓解使用者的视觉疲劳,还可以让他们看的更清楚。另外一个功能,就是1颗前置摄像头拍摄并显示可以放大前方场景,从而增强使用者的视觉。

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Model Solution表示:RUMEN AR的设计初衷是,通过良好的照明功能来改善现场作业的不便,提升工人的安全性和工作效率。因此在设计上结合了对商业应用的考量,设计团队还对安全帽特性进行了研究,甚至戴着头盔去优化UI和用户体验,解决可能出现的问题(比如重量、体积、物理特性)。

通用性设计

RUMEN的另一个优势,就是采用模块化设计,与头盔是分离的,而且可兼容各种头围、各种大小的帽子、头盔,甚至可以独立佩戴,以适应不同场景的需求,无需额外的定制。据了解,工业领域常常通过头盔颜色来代表职业和地位,因此AR头盔也应该具备多样的色彩外观选项。

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采用这种通用的设计,目的是让AR头盔的外观看起来与普通安全帽更加接近,让使用者更容易接受。设计师甚至还专为RUMEN设计了有光泽感的表面纹理,目的是更接近工业头盔的饰面。

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舒适性方面,RUMEN除了头围可调节,其内部还采用了具有弹性的PU材质(聚氨酯垫),外部则采用ABS材料,好处是可以更好的保护使用者的头部,在独立佩戴时,可降低长时间佩戴带来的负担。

总之,RUMEN让我们看到了一种“极简”的工业AR头盔设计,尽管结构不复杂,却考虑到了实际操作的各项需求,或许它可以为未来的AR硬件设计带来一些启发。不过,就目前来看这似乎只是一种概念设计,Model Solution并未给出具体的参数,比如屏幕和摄像头分辨率、亮度、功耗、散热、续航等等。如果将RUMEN开发成产品,后续硬件配置的变化也可能会影响成品的外观和重量。参考:VRScoutbehance

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