АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ ПРОСТОРОВИХ ОБЧИСЛЕНЬ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ У ПРИКЛАДНИХ ГАЛУЗЯХ

Анотація

Стаття присвячена просторовим обчисленням – сучасній технології, яка дозволяє інтегрувати цифрову інформацію та віртуальний контент у фізичний світ, відкриваючи нові можливості для взаємодії та аналізу даних. У статті розглянуто історію розвитку просторових обчислень, починаючи з 1960-х років, коли Айвен Сазерленд представив концепцію «Sketchpad», одного з перших графічних інтерфейсів. Значний прорив у технологіях стався в 1980-х роках завдяки розвитку віртуальної реальності (VR) та пристроїв для занурення користувачів, а у 2010-х роках – завдяки поширенню доповненої реальності (AR) у мобільних пристроях. Ця стаття визначає основні концепції та термінологію просторових обчислень, зокрема віртуальної, доповненої, змішаної та розширеної реальностей (VR, AR, MR, XR). Розглянуто ключові технології, які дозволяють інтегрувати цифровий контент у фізичне середовище: комп’ютерне бачення, системи відстеження руху та відображення просторових даних. Було визначено ключові пристрої, які допомогли розвитку галузі, зокрема Microsoft HoloLens та Apple Vision Pro. Окремо проаналізовано застосування просторових обчислень, а саме в галузях освіти, медицини, промисловості, військової сфери та туризму. В освіті просторові обчислення сприяють створенню інтерактивних навчальних середовищ, особливо для дослідження природничих та технічних дисциплін. У медицині ця технологія використовується для імітації хірургічних операцій, лікування фантомного болю в кінцівках та реабілітації пацієнтів. У виробництві та дизайні просторові обчислення допомагають створювати 3D-прототипи, а у військовій справі вони використовуються для навчання солдат і стратегічного планування місій. У статті також висвітлюються проблеми, пов’язані з використанням просторових обчислень, зокрема високі технічні вимоги, кіберхвороба, обмежене поле зору, надмірне когнітивне навантаження на користувача та висока вартість обладнання. У висновках підкреслена необхідность подальших досліджень для зниження вартості технологій, розробки ефективних алгоритмів для взаємодії з просторовими середовищами та інтеграції машинного навчання для обробки великих обсягів даних. Просторові обчислення мають потенціал кардинально змінити спосіб взаємодії з цифровим світом, але для їх повноцінної реалізації потрібно подолати технологічні та соціальні бар’єри. Метою роботи є проаналізувати розвиток сучасних підходів до просторових обчислень, оцінити поточний стан і перспективи розвитку просторових обчислень, особливо їх вплив на різні галузі, такі як освіта, медицина, виробництво та військова справа, а також можливості інтеграції цих технологій для інклюзивного та етичного використання. Наукова новизна дослідження полягає в комплексному аналізі сучасного стану просторових обчислень, що дозволяє систематизувати етапи їхнього розвитку. Особлива увага приділена можливості інтеграції доповненої, віртуальної та змішаної реальності в освітні, медичні та виробничі процеси.