ก้าวต่อไปของเทคโนโลยี AR เมื่อ LiDAR กำลังจะกลายเป็นเครื่องมือของทุกคน

Scientifica
21 Apr 2020
เรื่องโดย:

ฌาณัฐย์ สิทธิปรีดานันท์

เสือโคร่งตัวยักษ์ค่อยๆ เดินผ่านโต๊ะกินข้าวเข้ามาหาผม แววตาของมันดูดุร้ายท่ามกลางความแข็งทื่อนั้น มันหันมามองผมที่กำลังนั่งเล่นโทรศัพท์อยู่บนโซฟา ก่อนจะค่อยๆ เดินไปทางประตูห้องรับแขกอย่างช้าๆ…

        น่าเสียดายที่เสือตัวนี้เป็นเพียงโมเดลจากโปรแกรม 3D objects ของ Google เท่านั้น นอกจากเสือแล้ว ผมเองก็สามารถที่จะเลือกดูสัตว์และสิ่งของชนิดอื่นๆ ตามจุดต่างๆ ในบ้านได้เช่นกัน

        ไม่ว่าจะเป็นการเปิดหนังสือเรียนรุ่นใหม่ๆ แล้วทำการสแกน QR Code เพื่อแสดงผลภาพวัตถุให้ลอยอยู่บนโต๊ะเรียน หรือใช้แอพฯ จัดบ้านเพื่อลองวางตู้เสื้อผ้าจำลองในห้องรับแขก ไปจนถึงการวิ่งไล่จับโปเกมอนในเกมมือถืออย่าง Pokemon Go หรือเรียกเสือออกมาเดินเล่นในบ้านผ่านหน้าจอโทรศัพท์

        ทั้งหมดที่กล่าวมานี้คือเทคโนโลยี AR (Augmented Reality) หรือความเป็นจริงเสริมทั้งสิ้น ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่กำลังเข้ามามีบทบาทมากยิ่งขึ้นในปัจจุบัน เชื่อว่าหลายคนมักจะเคยได้ยินคำว่า AR คู่กันกับ VR มาโดยตลอด ถึงแม้หลักการของทั้งสองเทคโนโลยีจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิงก็ตาม

 

LiDAR

 

        AR คือการนำภาพที่คอมพิวเตอร์สร้างขึ้นไปรวมกับโลกแห่งความเป็นจริงอีกทีหนึ่ง ในขณะที่ VR หรือ Virtual Reality นั้นคือการสร้างภาพขึ้นมาทั้งหมดด้วยคอมพิวเตอร์ให้กับผู้ใช้ ในกรณีนี้เราสามารถเปรียบ VR ได้เหมือนกับโลกเวทมนตร์ที่เราก้าวเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งได้อย่างเต็มที่ ส่วน AR นั้นคือการนำส่วนหนึ่งของโลกเวทมนตร์มาหลอมรวมกับความเป็นจริงที่เราอยู่แทน

        อย่างไรก็ตามทั้งสองเทคโนโลยีก็ยังคงจะดูห่างไกลจากผู้คนส่วนใหญ่อยู่มาก เพราะ VR นั้นต้องพึ่งพาอุปกรณ์ราคาแพงในการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็น Headset ไปจนถึงระบบเซนเซอร์ต่างๆ เพื่อเพิ่มประสบการณ์และความรู้สึกให้สมจริง ในขณะที่ AR เองนั้นยังคงมีข้อจำกัดในการใช้งานอยู่หลายๆ จุด ที่สำคัญที่สุดคือการที่เทคโนโลยีทั้งหมดนี้ยังคงอยู่ในระหว่างการพัฒนาทั้งคู่

        แต่ทุกอย่างดูจะเปลี่ยนแปลงไปสำหรับ AR เมื่อบริษัทยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีนาม Apple ปล่อยตัว iPad Pro รุ่นเรือธงออกมาพร้อมกับอุปกรณ์ที่มีชื่อว่า LiDAR ซึ่งทาง Apple ได้โฆษณาถึงสรรพคุณของอุปกรณ์ตัวนี้เอาไว้พอสมควรทีเดียว หนึ่งในนั้นคือการใช้งานด้าน AR ที่จะมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นกว่าเดิม แต่ว่า LiDAR นั้นแท้จริงแล้วคืออะไรและจะเข้ามาช่วยโลกของ AR อย่างไรกันแน่ ผมจะมาอธิบายให้ฟังกันครับ

LiDAR คืออะไร

        LiDAR เป็นตัวย่อจากคำว่า Light Detection And Ranging System แปลตรงตัวได้ว่า ‘ระบบตรวจจับแสงและวัดระยะ’ นั่นเอง

        การทำงานของ LiDAR นั้นก็ตรงตัวกับชื่อ โดยเริ่มจากการยิงแสงเลเซอร์ไปยังวัตถุ เมื่อแสงกระทบวัตถุและสะท้อนกลับมายังเซนเซอร์แล้ว ระบบจะสามารถคำนวณระยะห่างของวัตถุจากตัวเซนเซอร์ได้ผ่านระยะเวลาที่แสงใช้ในการเดินทาง ยิ่งวัตถุอยู่ไกลออกไป แสงก็จะใช้เวลาเพิ่มมากขึ้นเท่านั้นในการเดินทางไปยังวัตถุและสะท้อนกลับมายังเซนเซอร์ จินตนาการว่าเราปาลูกบอลไปกระทบกำแพง หากเรารู้ความเร็วของลูกบอลและระยะเวลาที่ลูกบอลใช้ในการกระดอนกลับมาหาเรา การวัดระยะทางก็สามารถทำได้เช่นกัน ซึ่งในกรณีของ LiDAR เราทราบว่าแสงเดินทางด้วยความเร็วคงที่ c – ประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ส่วนระยะเวลาที่ใช้นั้นเราก็ทราบได้จากการวัดด้วยเซนเซอร์นั่นเอง

        ซึ่งเมื่อลองสังเกตดู จะพบได้ว่าการทำงานของ LiDAR มีรูปแบบเดียวกันกับ Sonar (SOund NAvigation Ranging) และ Radar ( RAdio Detection And Ranging) เพียงแต่เทคโนโลยีทั้งสองนี้ใช้คลื่นเสียงและคลื่นวิทยุมาแทนที่แสงเลเซอร์ เพื่อให้เหมาะกับการใช้งานนั่นเอง

        เทคโนโลยี LiDAR ถูกใช้อย่างแพร่หลายในวงการภูมิสารสนเทศและการทำแผนที่ โดยเซนเซอร์ที่ใช้สามารถติดตั้งได้ทั้งบนพื้นโลก บนเครื่องบิน (ซึ่งเป็นที่นิยมมาก) หรือบนดาวเทียมสำหรับวัดความสูงของภูมิประเทศ การเข้ามาของ LiDAR ช่วยให้การทำแผนที่แม่นยำขึ้นในปัจจุบัน แต่สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับ AR ตรงไหนล่ะ?

 

LiDAR

LiDAR เปลี่ยนแปลงอะไรไปบ้าง

        ถึงแม้เราจะไม่มีเซนเซอร์ LiDAR เราก็สามารถใช้เทคโนโลยี AR บนโทรศัพท์ได้ เพราะเพียงแค่มีกล้องถ่ายรูปและโปรแกรมที่สนับสนุนเทคโนโลยี AR ภาพเสมือนก็สามารถถูกวางทับลงไปบนความเป็นจริงได้เช่นเดียวกัน แต่ก็ต้องแลกมาด้วยความคลาดเคลื่อนและเวลาในการตั้งค่า เพราะถึงแม้ว่ากล้องถ่ายรูปจะสามารถใช้ประมวลผลข้อมูลของแสงได้ในระดับหนึ่ง แต่ก็เป็นเซนเซอร์ที่รับค่าเพียงอย่างเดียว (เช่น Face recognition – การจดจำใบหน้า หรือ QR Code scanning – การสแกน QR Code) โดยไม่สามารถตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลได้อย่างแม่นยำเช่น LiDAR

        การเข้ามาของเซนเซอร์ LiDAR ในระดับผู้บริโภคจะเป็นการเปิดประตูให้กับผู้คนในทุกวงการได้เข้ามามีส่วนพัฒนาเทคโนโลยี AR ได้อย่างสะดวกสบายยิ่งขึ้น โปรแกรมเมอร์และนักพัฒนาเองจะได้เครื่องมือที่ใช้งานได้อย่างรวดเร็วเช่นเดียวกับผู้ใช้ทั่วไป (โดยเฉพาะกับ Framework สำหรับพัฒนาโปรแกรม เช่น ARKit ของ Apple, AR Core ของ Google หรือแม้แต่ Game engine อย่าง Unity 3D ก็สามารถใช้งานได้เช่นเดียวกัน) ยิ่งปริมาณของผู้คนที่ใช้ LiDAR เซนเซอร์เพิ่มมากขึ้น การทดสอบโปรแกรมและตรวจสอบข้อมูลก็สามารถทำได้ง่ายยิ่งขึ้นด้วย

        หากในอนาคตเซนเซอร์ LiDAR กลายเป็นมาตรฐานของอุปกรณ์พกพา เช่น สมาร์ตโฟน เราน่าจะได้ใช้ AR กันในกิจวัตรประจำวันมากยิ่งขึ้น ไลฟ์สไตล์ของพวกเราจะเปลี่ยนแปลงไปเช่นเดียวกันกับสมัยที่กล้องถ่ายรูปกลายเป็นส่วนหนึ่งของโทรศัพท์ ลองจินตนาการถึงแผนที่บอกทางที่มีลูกศรลอยขึ้นมาชี้ทิศให้เราเห็น หรือการทดสอบสินค้า เช่น เฟอร์นิเจอร์ ได้อย่างสมจริงและแม่นยำสุดๆ ด้วย AR ดูสิครับ อนาคตของเทคโนโลยีนี้กำลังมีแนวโน้มที่จะเบ่งบานมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อปรับโลกแห่งความเป็นจริงให้สะดวกสบายต่อพวกเราไปอีกขั้นหนึ่ง

 

LiDAR

อนาคตของ AR (และ LiDAR)

        เทคโนโลยี AR ในปัจจุบันถูกใช้งานในด้านการศึกษา ทดลอง และเพื่อความบันเทิงเป็นส่วนมาก แต่อนาคตของเทคโนโลยีนี้กำลังจะขยายไปในด้านการแพทย์ การบำบัด การคมนาคมและการทหารเสียด้วยซ้ำ ด้วยความที่ AR เป็นการเสริม ‘ข้อมูล’ ที่เราต้องการให้กับความเป็นจริง การพัฒนาความเป็นจริงให้เป็นไปอย่างที่เราต้องการกำลังจะกลายเป็นเรื่องจริงขึ้นมาในอนาคตอันใกล้

        คอนเซ็ปต์ที่เราเห็นและได้ยินกันอยู่เป็นระยะคือการใช้ AR ในรถยนต์อัตโนมัติหรือแว่นอัจฉริยะ ซึ่งถึงแม้โครงการหลังจะยังไม่ประสบความสำเร็จชัดเจนเสียเท่าไหร่ แต่ก็เป็นการเบิกทางของเทคโนโลยี AR ได้อย่างชัดเจนอยู่ดี อาจจะมีสักวันที่เราได้ใช้เทคโนโลยีนี้เหมือนกับในภาพยนตร์ไซ-ไฟ แต่ระหว่างทางที่เรากำลังจะไปถึงจุดนั้น เราต้องพร้อมที่จะเรียนรู้และเข้าใจการเข้ามาของสิ่งที่เรียกว่า AR และ LiDAR นี้ให้ถ่องแท้เสียก่อน

         สำหรับนักพัฒนาและโปรแกรมเมอร์นั้น โอกาสที่ LiDAR นำเข้ามาในแง่ของฮาร์ดแวร์น่าจะเป็นเครื่องหมายที่ดีในการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ ด้วยเทคโนโลยีนี้ในส่วนของซอฟต์แวร์อย่างแน่นอน เพราะคงไม่ใช่แค่ Apple แต่บริษัทเทคโนโลยีอื่นๆ ล้วนมีแนวโน้มที่จะเพิ่มเซนเซอร์ชนิดนี้เข้าไปในผลิตภัณฑ์ใหม่ด้วยเช่นเดียวกัน

 


ที่มา: 

แบ่งปันเรื่องราวนี้:
เรื่องโดย

ฌาณัฐย์ สิทธิปรีดานันท์

“ชายหนุ่มผู้หลงไหลในวิทยาศาสตร์และศิลปะ จนในบางครั้งก็หลงลืมกาลเวลาไปเสียสิ้น” —นักเขียนและกราฟิกดีไซเนอร์ประจำเว็บไซต์อวกาศ SPACETH.CO