dev.by побывал в компании и разузнал о её новом подразделении — Izovac AR, где создают AR-гарнитуру. Недавно отдел отпочковался от материнской компании и тоже вошёл в ПВТ.

Первый продукт забраковал Стив Джобс

После развала СССР коллектив белорусских учёных, выходцев из РТИ, решил создать свой науко-ориентированный бизнес.

— Для собственников очень важно было, чтобы компания развивалась на стыке технического прогресса и науки, — рассказывает начальник бюро оптико-электронных приборов Артём Артамонов. — Один из первых продуктов Izovac — защитные стёкла для ЭЛТ-мониторов, которые защищали глаза пользователей от плохого излучения, бликов и пр. Этот продукт был очень востребован в начале 90-ых. Но тут на арену вышел Стив Джобс и заявил: этих штук на мониторах не должно быть, это некрасиво. Тогда мы быстро переориентировались и запустили проект по изготовлению установок для нанесения тонкоплёночного покрытия на сам кинескоп.

Вначале компания занималась только напылительными сервисами, а затем — ещё и производством вакуумного оборудования.

— Казалось бы это два разных бизнеса, — рассуждает Артамонов. — Зачем заказывать услугу, если можно купить само оборудование? Но это не совсем так. Наши бизнесы не полностью взаимоисключающие. Во-первых, есть компании, которые не хотят вникать в процесс изготовления оптических элементов, нанимать людей, которые будут этим заниматься. Во-вторых, у многих нет потребности в серийном производстве. Для одной-двух партий рациональнее заказать услугу.  

Количество применений оптических элементов с тонкими плёнками огромно, уверяют специалисты. Например, они используются в приборах видеонаблюдения (камерах, лидарах), системах дистанционного зондирования земли, телефонах, камерах.

— Создание тонкоплёночных технологий и вакуумного оборудования — это наукоёмкое производство. Толщина покрытий в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса, — объясняет специалист по оптике. — Если объектив состоит из 12 линз, то на нём будет как минимум 24 покрытия, каждое из которых имеет более 10 слоев. Нужно иметь профессиональных технологов, которые смогут правильно спроектировать оборудование, настроить технологические режимы, напылить покрытие и пр.

Больше всего такое оборудование востребовано в Юго-Восточной Азии, где сосредоточено основное производство электроники. С 2008 года на установках Izovac выпускают сенсорные экраны для iPad и iPhone. 

— Для вхождения в цепочку поставщиков Apple очень жёсткие требования. И мы вместе с нашим тайваньским офисом много трудились, чтобы заслужить доверие и заключить контракт с такими производителями, как TPK, LENS и другими, — дополняет Михаил Ивановский.

AR не вписывается в вакуумное машиностроение

Сейчас Izovac — это группа компаний, каждая из которых развивает своё направление. Izovac AR, например, создаёт устройство для отображения информации пред глазами пользователя. 

— Izovac AR был очередным пилотным проектом, который вышел из внутренних научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, — рассказывает Михаил. — Наши компетенции в области тонких плёнок, напыления, оптики позволили войти в эту область. Но AR вряд ли вписывается в рамки компании, которая специализируется на вакуумном машиностроении. Поэтому было решено выделить это направление в спин-офф — отдельный бизнес.

Изготавливая оптические компоненты, мы видели, что на разработке отдельных комплектующих сможем заработать, допустим, $1, а если сделаем прибор целиком, то он будет стоить $10. 

Устройство, над которым работает 7 человек (электронщики, оптик, конструктор, .NET-разработчик и пр.), может иметь любую оболочку: очки дополненной реальность, шлем с функцией дополненной реальности и пр.

Основной критерий — чтобы пользователю не нужно было соприкасаться с гаджетом, и информация беспрепятственно и реал-тайм могла выводиться перед глазами.

— Поскольку мы делаем устройство целиком, нам приходится проводить достаточно серьёзные оптические расчёты. Например, нужно было рассчитать, как свет путешествует внутри волновода, как оптимизировать положение зеркал, чтобы картинка не рассыпалась при увеличении расстояния до объекта. Это не самые тривиальные задачи.

Также при разработке AR-устройства важно учитывать, как человек воспринимает информацию. Дело в том, что глаза видят неодинаково, нельзя вывести одно и то же на оба глаза. Поскольку мы обладаем бинокулярным зрением (изображения, полученные каждым глазом, соединяются зрительным анализатором в единый образ — прим. ред.), возникает необходимость немного смещать видеоканалы, чтобы получить стереоскопическое изображение. Плюс, если есть какие-то искажения, то мозг автоматически выравнивает картинку, иногда прибегая к оптическим иллюзиям. Из-за этого он работает усиленно: устают глаза, болит голова.

Реализация видеомодуля

— Разработка AR-видеомодуля началась 3 года назад. Сначала у нас появился видеомодуль с минимальным набором составляющих. Он позволял выводить картинку на прозрачное или полупрозрачное стекло. Сегодняшний вариант устройства — это уже пятая или шестая генерация. В последнюю внесли значительные изменения: добавили оптические элементы и поменяли целиком волновод. В общем, идёт типичная R&D-разработка.

Интеллектуальная составляющая (дизайн, проектирование, программы для встраиваемых систем) создаётся внутри Izovac AR. А изготовление и монтаж — на аутсорсе.

Совместить реальный и виртуальный миры в одной картинке для наблюдателя — это был настоящий челлендж. Сформировать дополненную реальность нам помог волновод — пластина с внутренним покрытием, нанесённом в вакууме. Чтобы уменьшить её толщину, а значит и вес конечного устройства, мы разрезали пластину на четыре части и скомпоновали их. Это позволило сократить толщину с нескольких сантиметров до двух миллиметров.

Теперь про дисплей. Мы используем микродисплеи 6,4 на 3,84 мм, на которые выводятся полноцветные изображения. Чтобы получить контрастную картинку в этом типе дисплея, необходим внешний осветитель, у нас он со светодиодом. Свет проникает через маленький объектив, в котором происходит преобразование и фокусирование изображения.

Изготовление оптических элементов стоило нам немалых усилий. Дело в том, что поверхности элементов должны быть идеально отполированными и выполнены с жёстким соблюдением допусков. Изготовить такие детали в небольшом количестве (1-2 экземпляра) для R&D-целей достаточно сложно.  

В софте самая интересная задача для нас сейчас — это трекинг поворота головы. Важно, чтобы изображение не просто висело перед глазами пользователя, а менялось в зависимости о того, где находится человек, с какой стороны и под каким углом он смотрит на объект. Эти нюансы уже заложены в электронику устройства.

В текущем варианте видеомодуля мы можем подавать видеосигнал на экран, обмениваться данными с платой, программировать устройство. Но у нас пока не достаточно сенсоров, чтобы видеть глубину и перспективу изображения. Говорить о том, что разработка завершена, рано. 

Как ДЖАРВИС из вселенной Marvel. Где применима AR?

Вариантов применения дополненной реальности множество, считает начальник отдела маркетинга Михаил Ивановский. Это медицина, образование, производство, логистика, навигация, ритейл и другие сферы.

— Если мы говорим, например, об автомобилях, то AR позволяет проецировать навигацию и информацию о месте, которое мы проезжаем, прямо на лобовое стекло, — рассказывает Ивановский. — Пару лет назад мы были в «Роскосмосе», где услышали: «Очки дополненной реальности? Класс, хотим!». И это понятно: космонавтам приходится перемещаться в больших, неудобных костюмах, даже книжку не полистаешь. А дополненная реальность расширит возможности человека в космосе. По факту, к нашему зрению мы приделываем электронный помощник, который в ненавязчивой форме выводит информацию перед глазами. Как ДЖАРВИС, искусственный интеллект-дворецкий в «Железном человеке».

Рынок пока ещё сырой. По нашим расчётам, созреет года через три-четыре. Фокусируемся мы исключительно на B2B рынке, потому что обычным потребителям сложно объяснить предназначение AR-гарнитуры. Во время демонстрации Microsoft HoloLens люди не поняли, для чего им разговаривать по скайпу в дополненной реальности. То же самое было и с Google Glass. Очки сделали, но у людей не появилось большого желания их покупать. Поэтому применение AR-гарнитуры нужно искать на B2B рынках.

В хирургии, например, с помощью дополненной реальности можно выводить данные МРТ, проецировать реальную сетку сосудов и вен, учитывать физиологические особенности человека во время операции и пр. AR применима и в МЧС — например, при спасении людей во время пожара. Спасатель может запросто не заметить пострадавшего в задымлённом помещении, в отличие от AR-гарнитуры со встроенным тепловизором.

Несколько компаний в мире уже достигли некоторого результата в этой области, но мы не конкурирем с AR-очками и шлемами. Мы делаем, можно сказать, ядро устройств, реализующих AR-эффект. Да, в планах хотим сделать свою собственную гарнитуру, но сейчас мы создаём важные комплектующие для таких устройств. Уже выполнили несколько проектов для заказчика.

«Материнское» влияние

— У промышленных компаний есть сложившиеся подходы, например, к поставке оборудования. И понятно, что эти подходы трансфером пошли в Izovac AR. Но это не значит, что мы будем двигаться по ним как по рельсам. Если подходы, которым следовали в материнской компании, не будут отвечать требованиям нашего продукта, то мы адаптируем их под себя.

Мы должны фокусироваться не на добавлении фич, а на решении технических проблем. Кто-то из ИТ-бизнеса сравнивал Agile-разработку софта с самолётом, который строится сам во время перелёта. В хардвере, если мы сразу не будем знать, что хотим получить, то не долетим никогда.

Если мы создали волновод, то уже не можем его поменять. Максимум — протестировать и понять, какие есть проблемы и сделать следующую генерацию без недостатков. Когда у нас появится свой SDK, тогда, возможно, будем выстраивать разработку ближе к софтверным компаниям. Чтобы в конце концов создать самолёт, который достраивает сам себя в воздухе.

Фото: Андрей Давыдчик