دور المجهزين البالغ الصغر في نظارات العالم المجهولة

دور المجهزين البالغ الصغر في نظارات العالم المجهولة

وتتحول نظارات الواقع المبشر بسرعة إلى كيفية تفاعل المهنيين والمستهلكين مع المعلومات الرقمية، مما يزيد من الصورة الافتراضية ذات الصلة بالسياق مباشرة في العالم المادي، ومن حيث الملاحة الخالية من اليد والمساعدة عن بعد إلى التدريب غير المفرغ والتصوير الفعلي للبيانات، فإن هذه الأجهزة ترتئي أن تصبح متجانسة مثل السماعة الذكية، وفي قلب هذا الانفراج، تشكل مكونا صغيرا وكبيرا من مكوناته:

وعلى عكس وحدة التصوير المقطعي للأغراض العامة في حاسوب محمول، يجب على المعالجات الدقيقة في جهاز توجيهي من طراز AR-V أن تنفذ مجموعة عالية التخصص من المهام المتزامنة، ويجب أن تجهز أجهزة التصوير العالية الاستبانة من أجل التجاوزات والفهم البيئي، وأن تجري عملية تحديد المواقع ورسم الخرائط، وأن تجعل من الممكن استخدام البيانات المجهرية ذات الطابع المغناطيسي، وأن تفسر مدخلات الوزن من أجهزة القياس الدقيقة.

ما هو جهاز معالجة صغيرة في سياق AR؟

() وحدة معالجة مصغرة للأجهزة المتكاملة التي تعمل كوحدة معالجة مركزية، وهي تقوم في الحاسوب التقليدي بتنفيذ التعليمات من البرمجيات، وتُجري عمليات تصوّرية ومنطقية، وتنسق تدفق البيانات بين الذاكرة، والتخزين، والزهور، وفي سياق نظارات البحث والتطوير، فإن أجهزة التبريد ذات الصبغة الصغر تجعل أكثر من مجرد جهاز تصوير متجانس.

إن اختيار بنية التجهيزات الدقيقة تتأثر بشدة بقضية الاستخدام المقصودة للجهاز، نظارات الأرز التي تركز على المستهلك والتي تهدف إلى الارتداء طوال اليوم قد تعطي الأولوية لكفاءة الطاقة باستخدام تصميمات قائمة على إدارة المخاطر المؤسسية مثل البطاريات التراكمية لغاز الـ(كوالكم) أو (سنابدراجون) الجيني 1 أو (سنابراجون) الجديد (إكس آر 2+3)

المهام الرئيسية للمنتجات الدقيقة في نظارات AR

مسؤوليات المعالجات الدقيقة في نظام آر إي متنوع ومطالب كل وظيفة تؤثر مباشرة على تصور المستخدم للواقع وقابلية استخدام الجهاز

بث الوعي والفهم المكاني

أهم مهمة لأي جهاز مصغر من طراز AR هي جمع البيانات من أجهزة الاستشعار المتعددة - أجهزة قياس المكشوفات، ومكبرات المغناطيس، وكاميرات الشاشة الخارجية - لتحديد موقع وحدة الأشعة تحت الصفرية ذات المقياس 6 درجة وتوجهها في الفضاء - وهذا يتطلب تحديثاً مكثفاً لـ 60 جهازاً من أجهزة التصوير المرئية ذات المقياس العالي

مجهزو أجهزة التكرير الحديثة المصغرة في "كوالكمب" يخصصون أجهزة تسارع متخصصة في المعدات لهذا الغرض، على سبيل المثال، منابر "سنابراجون" في "كوالكمب" تتضمن محركاً مخصصاً للرؤية الحاسوبية يعالج عملية استخراج المواد وتتبعها دون تحميل وحدة التحكم بالأشعة تحت الحمراء أو وحدة التحكم العام.

التأشيرات والتجميع في الوقت الحقيقي

نظارات الـ(آر آر) يجب أن تجعل المحتوى الافتراضي و تركبه ببطئ على رؤية حية للعالم الحقيقي، بالنسبة للصوت الضوئي من خلال نظارات الـ(آر آر) التي تستخدم الموجات الشفافة، يجب أن تقوم وحدة التجهيزات الدقيقة بتصوير صور مطابقة لمنظور المستخدم الحالي، ظروف الإضاءة، وعمق التركيز، بالنسبة لأجهزة التصوير الضوئية (التي هي أكثر شيوعاً في الواقع المختلط)،

يجب أن يكون جهاز التحكم بالجهاز المغناطيسي للمعالجة قادر على التعامل مع المظلات المعقدة، تقدير الضوء، مناولة العزلة، والتصوير المغناطيسي لكلا العينين، وأجهزة القياس الدقيقة الجديدة تتضمن تذبذباً متغيراً وتحولاً، مما يقلل من عبء العمل في الرؤية الافتراضية عن طريق تتبع المكان الذي ينظر فيه المستخدم عن طريق أجهزة الاستشعار البصرية المُراقبة.

إدارة الطاقة وتحقيق الاستخدام الأمثل الحراري

إن حياة البطارية هي أحد أكبر القيود في نظارات البحث والتطوير، ويتوقع المستخدمون أن تكون قابلة للارتداء طوال اليوم، ولكن التجهيز المستمر لتغذية الكاميرات، وبيانات الاستشعار، والرسوم البيانية، والوصلية تتطلب قوة كبيرة، ويتحمل المعالج الجزئي المسؤولية عن إدارة الطاقة الذكية، والارتقاء الدينامية بسرعات ساعات العمل، والفولط، والعد الأساسي النشط استنادا إلى متطلبات عبء العمل الفوري.

إن أجهزة تجهيزات الطاقة الصغيرة تعمل على زيادة عمليات التصنيع شبه الموصلات المتقدمة (مثل عقدي 4 أم 3 أمتار) لتقليل التسرب الحالي والدينامي للطاقة، كما أنها تتضمن استراتيجيات للإدارة الحرارية، مثل الأداء الصادم عندما تتجاوز درجة حرارة الأجهزة الحدود الآمنة، وضمان راحة المستخدمين وسلامتهم، ويجري تصميم بعض الجيل القادم من أجهزة التبريد المجهرية على وجه التحديد لاستخدام تقنيات التفكيك في إطارات المتخصصة

Connectivity and Edge Computing Orchestration

نظارات البحث عن الماء نادراً ما تكون قائمة بذاتها تماماً، عادة ما تتواصل بدون سلك مع هاتف محمول أو مباشرة مع خواديم السحاب لتحميل الحاسب الثقيل، أو الوصول إلى قواعد بيانات كبيرة، أو التجارب المزودة بمستعملين متعددين، وجهاز التحكم في الميكروفونات يدمج مهام الواي في الفول، و(بلوتوث) أحياناً، و(5 جي) في التعامل مع هذه الروابط

الاحتياجات التقنية للمنتجات الدقيقة المصفحة

ويتطلب تصميم مجهزة صغيرة خصيصاً لنظارات البحث والتطوير تلبية مجموعة فريدة من المتطلبات التقنية التي تميزها عن طريق الهاتف المحمول أو رقائق الحواسيب المحمولة.

درجة حرارة متحركة إلى فوتو

التمرين من الحركة إلى الفوتون هو الوقت بين حركة المستعمل المادية وما يقابلها من تحديث في المحتوى الافتراضي المظهر

كثافة عالية في برنامج صغير

فالحيز المادي داخل إطار نظارات البحث والتطوير محدود للغاية، إذ يجب أن تدمج المجهزات الدقيقة عددا كبيرا من القطع الوظيفية في مجموعة صغيرة جدا، تكون في كثير من الأحيان أقل من 15 ملم x 15 ملم، ويتطلب ذلك تكنولوجيات التغليف المتقدمة مثل أجهزة التغليف التي تُجمع فيها الذاكرة، وأجهزة التحكم في الطاقة الكهربائية، ومكونات الترددات اللاسلكية، مع نظام الوجبات السريعة، كما يجب أن يقلل التصميم إلى أدنى حد عدد المكونات الخارجية لتقليل من حجمها.

قوة التصميم الحراري تحت 5 واط

جهاز "السو سي" نموذجيّ من أجهزة التحكم الذكية قد يستهلك 5-10 واط من الطاقة المستدامة ويعتمد على ظفر الهاتف لتفكيك الحرارة السلبيّة، في نظارات "آر" مصدر الحرارة هو مليمتر من جلد المستخدم، والجهاز لديه حدّ أدنى من الكتلة الحرارية، ويجب أن تعمل شركة "سوك" بكاملها في إطار قوة تصميم حرارية تتراوح بين 2 و5 وحدات مُفجرة لحجم العمل المستدام

Multi-modal Sensor Fusion on Chip

وتدمج النظارات المزودة بأجهزة استشعار متعددة: كاميراتان إلى ستة كاميرات تعمل خارجاً، وكاميرات لتتبع العين داخلياً، وجهاز قياسي متعدد الأطراف، ومجسات للضوء المحيط، ومجسات الأعماق (التي تستخدم أحياناً وقت الضوء أو الضوء المهيكل)، وأجهزة الاستشعار ذات المقاييس الحيوية، ويجب أن توفر أجهزة الاستشعار الدقيقة وصلات مخصَّصة لجميع أجهزة الاستشعار هذه - جهاز الرصد الدولي لرصد الحدودي الترددات التصوير المتزامنة

التقدم في تكنولوجيا الأجهزة الدقيقة

وهناك عدة ابتكارات حديثة في تصميم أجهزة تجهيزات صغيرة تمكن مباشرة من أن يصبح الجيل القادم من نظارات البحث والتطوير أكثر أخفا وأكثر قدرة وأكثر سهولة.

مسرعات متطورة ومخصصة

وأهم تحول في هيكل الميكروبات المصغرة في منطقة شرق آسيا هو إدراج وحدات مخصصة لتجهيز الجروح ومحركات AI، وهي محركات تُستخدم على النحو الأمثل لتكرار المصفوفة والحسابات الموازية التي تشكل أساس نماذج التعلم الآلات المستخدمة في تعقب اليد، والاعتراف باللفتات، وفهم المشاهد الاصطناعية، وتتبع العين، وذلك بتفريغ هذه المهام من وحدة إنتاج المواد الكيميائية وأجهزة تحديد المواقع الجغرافية إلى وحدة وطنية مصغرة مخصصة.

"محرك "كيولاكوم هيكسجون "و"جوغل" "إدج يو" و"أبل" العصبي "الذي يستخدم في رقائق الرؤوس المُشَرَّعة" هي أمثلة على هذا الاتجاه، هذه العجلات تمكّن من تجهيز نماذج معقدة على نحو قابل للضغط، والتي كانت تحتاج سابقاً إلى توصيلة سحابية، وتحدّد من التّؤم وتحسين الخصوصية

عملية متقدمة للتغذية و 3D Chip Stacking

المعالجات الدقيقة للأجهزة الكهربائية يتم تصنيعها بشكل متزايد على أرفع عقدة لشبه الموصلات و أسفل من جهاز التحكم بالأشعة السينية أو عملية إنتل 18A هذه الأسطوانات توفر تقريباً 30-40% من كفاءة الطاقة و كثافة نقل أعلى مقارنة بالجيل السابق، بالإضافة إلى التوسع التقليدي، و3D من تكنولوجيات الفرز مثل جهاز التحكم بالأشعة السينية وأجهزة الإرسال

برامجيات المعالجة العرفية لتجهيز أجهزة الاستشعار

وبدلاً من استخدام قاعدة عامة الغرض من وحدة تحليل البرامجيات لتجهيز أجهزة الاستشعار، فإن أجهزة معالجة أجهزة الإرسال الرقمية المصغرة التابعة للجيل التالي تتضمن أجهزة مجهزة للإشارة الرقمية العرفية، وهي تعمل على تحقيق أقصى قدر ممكن من عملية دمج بيانات وحدة التفتيش المشتركة، واستخراج مواد التصوير، والتصوير الصوتي، وهذه النظم قابلة للبرمجة، ولكنها تشمل وحدات ثابتة الأداء للعمليات المشتركة مثل تصفية المعلومات، وتحويلات أسرع من أربعة متغيرات، وتنسيق التحولات.

تسليم بلا سلك مع العطلة الثانية

وتستلزم المعايير اللاسلكية الجديدة، مثل نظام وي-فاي 7 و5G mmWave، التي تدمج مباشرة في مجموعة أجهزة معالجة الميكروبات، إمكانية تحميل أعباء العمل المعقدة أو الثقيلة في جهاز مرافق أو السحب مع اقتراب المكسور من التجهيز المحلي، كما أن آخر رقائق Snapdragon XR، مثلا، دعم تركيبات مقسمة حيث يتم رفع الكم الهائل من الصور على مجرى ثنائي الفينيل متعدد السحب أو على أساس سحابة.

Impact on next-Generation AR Glasses: Real-World Use Cases

قدرات المعالجات الدقيقة تملي بشكل مباشر ما يمكن أن تفعله نظارات الـ(آر آر) في الممارسة العملية، حيث أن المعالجات الدقيقة تصبح أكثر قوة وكفاءة،

المؤسسة: المساعدة عن بعد وتدفقات العمل الخالية من الأيدي

في الأماكن الصناعية، نظارات الـ(آر آر) مع أجهزة متطورة تعمل على مساعدة عن بعد في الوقت الحقيقي حيث يرى تقني التعليمات أكثر من اللازم مباشرة في مجال رؤيتهم، دور المعالجات الدقيقة يشمل تجهيز الفيديو، الكشف عن الأجسام لإبراز عناصر محددة، والحفاظ على اتصال ثابت بالشبكة للصوت والفيديو مع الحد الأدنى من التساهل، القدرة على أداء جميع هذه النظارات في جهاز منخفض الطاقة، وأجهزة مجهزة للأجهزة

الرعاية الصحية: الملاحة الجراحية والتعليم الطبي

في السياقات الطبية، يتم استخدام نظارات (آر آر) في الملاحة الجراحية حيث تُستخدم الهياكل الطماطمية الحرجة في وجهة نظر الجراحين، ويجب أن تُعالج المعالجة الدقيقة فحصاً للأشعة السينية أو التصوير بالرنين المغناطيسي قبل التشغيل، وتسجلها في التشريح الحقيقي للمريض باستخدام نظام التصوير المرئي، وتُحدث الإفراط في الإصطدام مع الدقة في المقاييس.

المستهلك: الملاحة، والألعاب، والخبرات الاجتماعية

وبالنسبة للمستهلكين، فإن المعالجات الدقيقة تتيح محتوى رقميا ثابتا ووعيا بالسياق، ويمكن أن تعترف النظارات بالأماكن، والعلامات، بل وحتى الأشياء، وتزيد من المعلومات ذات الصلة أو المحتوى التفاعلي، وفي المقامرة، يجب أن تعالج المعالجة الدقيقة في نفس الوقت، ومناولة الاستبعاد، والتصوير الفيزيائي للأشياء الافتراضية التي تتفاعل مع السطح الحقيقي.

التعليم: التعلم والتدريب التفاعلي

نظارات البحث والتطوير في مجال التعليم تسمح للطلاب بتصوير المواضيع المعقدة مثل الهياكل الجزيئية أو الترويح التاريخي أو النظم الميكانيكية في 3D قدرة المعالجات الدقيقة على تقديم رسوم بيانية عالية الجودة مع الحفاظ على التفاعل في الوقت الحقيقي أمر حاسم، فعلى سبيل المثال، يمكن للطالبة في علم الأحياء أن تدرس نموذجاً من ثلاثة دالات للتشغيل المؤثر، مع الاعترافات الدقيقة في آن واحد.

التحديات والنظر في تعيينات الأجهزة الصغرى

وعلى الرغم من التقدم السريع، لا تزال هناك تحديات كبيرة في تصميم أجهزة معالجة صغيرة من أجل الجيل القادم من النظارات التي تستخدم فيها أجهزة البحث والتطوير.

Battery Life vs. Performance Trade-offs

وحتى مع أكثر أجهزة تجهيزات الميكروبات كفاءة، لا تزال النظارات تعمل على تحقيق البطارية طوال اليوم باستخدام مستمر، والتوتر بين عرض معدلات أطارية أعلى، أو تحسين الرسوم البيانية، أو أكثر تعقيدا، والحفاظ على حياة البطارية العملية، هو عمل متوازن باستمرار، وسيحتاج المجهزون الأصغر في المستقبل إلى زيادة دينامية حجم الترددات وزيادة الترددات، فضلا عن هياكل الذاكرة المتباينة التي تقلل من القدرة إلى أدنى حد.

الإدارة الحرارية بدون التكرير النشط

كما أن المجهزات الدقيقة تحزم مترجمات أكثر إلى أماكن أصغر، تزداد كثافة الحرارة، في إطار مدمج مع لا مروحة، يجب أن يتم حرارة من خلال الإسكان أو تفرق عن طريق أجهزة الإشعال السلبية، ويجب أن يعمل مصممو الأجهزة الدقيقة بشكل وثيق مع مهندسين آليين من أجل تحقيق الوصل الحراري بين الشريحة والمسكن، باستخدام مواد الوصل الحراري المتقدمة وتقنيات تصميم الأطار الحراري.

التكتل الأمثل في برامج الحاسوب ومضاعفة السائقين

ويتطلب تسخير كامل إمكانات معالجات دقيقة متجانسة من طراز RA أن تكون أفضل من حيث البرمجيات، ويجب أن تُستخدم نظم التشغيل مثل نظام الأندرويد أو نظام البرمجيات المزودة بالأشعة المقطعية حسب الطلب في جداول المهام عبر وحدة البرامج القطرية، ووحدة البرامجيات، ونظام الأفضليات المعمم، ووحدة دعم البرامجيات، وأجهزة التسارع الأخرى بكفاءة.

تكاليف التصنيع

وتأتي المعاهد المتقدمة لشبه الموصلات وتقنيات التغليف 3D مع ارتفاع كبير في تكاليف التصنيع وانخفاض العائدات، مما يؤثر تأثيرا مباشرا على فاتورة المواد الخاصة بنظارات البحث والتطوير، مما يجعل من الصعب جلب قدرات أقساط إلى نقاط أسعار السوق الجماعية، ونظرا لأن التكنولوجيا تنضج وتزيد حجمها، يتوقع أن تنخفض التكاليف، ولكن على المدى القريب، فإن أكثر المعالجات الدقيقة تقدما في مجال البحث والتطوير ستبقى على الأرجح في أجهزة رئيسية أو مؤسسات.

الخلاصة: المعالجات الدقيقة كمحكم مستقبل آر

ومع انتقال نظارات الواقع المعززة من مجموعات المطورين النيتشي إلى تعميم المنتجات الاستهلاكية والمشروعية، ستظل المجهزة الدقيقة أهم محدد لقدراتها وخبرة المستعملين، ويتواصل التطور من ارتفاعات الفيديو البسيطة إلى مستوى الوعي المكاني، والحساسية للسياق، والمحتوى الرقمي المستمر تماما من خلال التقدم في بنية التجهيزات الدقيقة، وصنع نظارات شبه الموصلات، وتكامل النظم.

وبالنسبة لأولئك الذين يصممون أو يبنون أو يستثمرون في تكنولوجيا البحث والتطوير، فإن فهم المعالجات الدقيقة ليس اختياريا، بل هو العنصر الأساسي الذي يملي ما هو ممكن، وما سيكلفه، وما هو الوقت الذي يمكن أن يعمل فيه الجهاز، وبما أن الصناعة تتحرك نحو أجهزة مصغرة مخصصة للأجهزة الكهربائية بدلا من رقائق الهاتف الذكية، يمكننا أن نتوقع أجهزة أكثر نظارة، وأكثر برودة، وأكثر قدرة على إحداث تغيير.

"للمزيد من القراءة على تكنولوجيا النوافذ الشبه الموصلية خلف "آر، استكشاف الموارد من "منصات "كوالكوم" للأشعة السينية "و"تحتوي على "إكس إل تي" و"إتش تي" "تغطية نظارات "توم" في "هارد واير" "في" "(إس.م.م.م.م.م.م.م.ع.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.