AR 掙脫傳統(tǒng)培訓(xùn)的束縛

蘇波

隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在工業(yè)4.0時代，通過傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）和e-Learning系統(tǒng)來培訓(xùn)，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)在的工作應(yīng)用場景。同時，“遺忘曲線”和“721模型”說明了一個殘酷的事實——傳統(tǒng)培訓(xùn)方式只能給學(xué)習(xí)者帶來10%的經(jīng)驗成長。為了解決這些問題，AR（augmented reality，增強現(xiàn)實）等新興學(xué)習(xí)技術(shù)層出不窮。

早在1990年，美國波音公司的研究員湯姆·考德爾（Tom Caudell）就提出了AR一詞，只是當(dāng)時并未流行開來，不僅手持AR小產(chǎn)品沒有身臨其境之感，而且智能眼鏡很昂貴，看上去也很古怪。如今，隨著AR技術(shù)逐步為人們所接受，以及智能手機(jī)、平板電腦、谷歌眼鏡等頭戴式電腦的到來，增強現(xiàn)實技術(shù)變得更為實用，將真正顛覆教育培訓(xùn)行業(yè)。

縮短工作和學(xué)習(xí)場景的距離

傳統(tǒng)企業(yè)培訓(xùn)有四個亟待解決的痛點。

第一，以往的培訓(xùn)方式——面授培訓(xùn)、e-Learning或者M(jìn)-Learning很難做到個性化培訓(xùn)；

第二，在工業(yè)環(huán)境下，企業(yè)很注重以實踐為主，但是學(xué)習(xí)與練習(xí)往往無法并重，無法解放雙手；

第三，由于大部分員工幾乎使用不到互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)，培訓(xùn)師無法管理到一線員工的工作和培訓(xùn)細(xì)節(jié)，大數(shù)據(jù)無法客觀采集和輸出；

第四，企業(yè)學(xué)習(xí)最常見的痛點是，傳統(tǒng)企業(yè)培訓(xùn)無法解決員工“學(xué)時不能用，用時不能學(xué)”和“遺忘曲線”的困境——員工從培訓(xùn)所學(xué)到的知識，只有10%能夠用在工作上，而且員工70%的學(xué)習(xí)經(jīng)驗來源于工作中的鍛煉，20%來源于自我學(xué)習(xí)，僅10%來源于培訓(xùn)（見圖表1）。

因此，要提高培訓(xùn)效果，核心是解決“遺忘曲線”和“721模型”帶來的兩個問題，而這兩個問題的核心就在于工作場景與學(xué)習(xí)場景的距離。如果當(dāng)下能夠把學(xué)習(xí)到的東西立即無縫使用在工作上，遺忘問題將能得到有效解決，工作中獲得的經(jīng)驗也可以有助于即時鞏固所學(xué)內(nèi)容。AR的出現(xiàn)掙脫了傳統(tǒng)培訓(xùn)的束縛，帶來了全新的培訓(xùn)方式，達(dá)成了培訓(xùn)所強調(diào)的“即需、即學(xué)、即用、即評”。

培訓(xùn)可被分為培訓(xùn)1.0、2.0、3.0三個階段，在此過程中，一個明顯的演變特征是，縮短了工作場景和學(xué)習(xí)場景的距離（見圖表2）。在培訓(xùn)1.0（傳統(tǒng)面授培訓(xùn)）階段，老師是主導(dǎo)者，學(xué)生是被動學(xué)習(xí)。一對多的培訓(xùn)，導(dǎo)致個性化較弱，個人學(xué)習(xí)者無法根據(jù)自身需求進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)。

在培訓(xùn)2.0階段，老師變成輔導(dǎo)者，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的環(huán)境和條件相對成熟。此階段的標(biāo)志性學(xué)習(xí)方式是混合式學(xué)習(xí)，由于PC和手機(jī)的特性，學(xué)習(xí)者擁有自主選擇權(quán)，個性化培訓(xùn)得到了一定的加強。

到了培訓(xùn)3.0階段，AR的發(fā)展，有效解決了“遺忘曲線”和“721模型”這兩個長久的痛點。此階段的培訓(xùn)方式是實時的工作輔助，讓培訓(xùn)場景與工作場景無限接近直至重疊。

AR成就高效的培訓(xùn)

我們可以看到， AR智能眼鏡的特性使得培訓(xùn)場景與工作場景無限接近直至重疊。這意味著所學(xué)的知識可以完整滲透到工作中，讓無論是面授培訓(xùn)還是e-Learning都難以解決的問題得到解決，完成高效的培訓(xùn)。

體驗感是AR培訓(xùn)的關(guān)鍵

要實現(xiàn)最高效的培訓(xùn)，作為連接兩個場景的核心硬件——AR智能眼鏡，需要擁有良好的使用體驗。無論在工業(yè)中還是實操類培訓(xùn)中，反復(fù)抬頭低頭、操作流程復(fù)雜、身體不停移動、操作過程久、雙手握物料工具等使用場景，都對AR智能眼鏡提出了體驗方面的高要求。

專業(yè)級的使用場景通常要進(jìn)行長時間的培訓(xùn)與實操，這就要求AR智能眼鏡戴得穩(wěn)、戴得久、看得清。很遺憾的是，目前國內(nèi)、國外的AR智能眼鏡都不能算完全合格：單目式的智能眼鏡看不清；市面上雙目式的智能眼鏡戴不穩(wěn)；頭箍式雙目AR智能眼鏡則戴不久。

因此，在設(shè)計AR智能眼鏡時，戴得穩(wěn)、戴得久、看得清成為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，三者缺一不可。合格的AR智能眼鏡應(yīng)視角大、真實感強、無眩暈，顯示屏能夠根據(jù)需要隱藏、出現(xiàn)、移動，攝像頭中置，觀看圖像場景與現(xiàn)實場景更貼合。

軟件，讓培訓(xùn)無限接近工作場景

在硬件滿足要求的情況下，軟件是實現(xiàn)完美培訓(xùn)功能的核心。以0glass為例，我們開發(fā)了三大SDK（軟件開發(fā)工具包），包括增強現(xiàn)實NginAR SDK、大數(shù)據(jù)處理NginBD SDK、機(jī)器視覺NginCV SDK。

在培訓(xùn)場景中，通過增強現(xiàn)實NginAR SDK，能夠自動或半自動生成AR圖形/圖像，對現(xiàn)有與培訓(xùn)相關(guān)的圖文聲像等素材進(jìn)行可視化編輯，開發(fā)出基于培訓(xùn)場景的各類AR應(yīng)用；大數(shù)據(jù)處理NginBD SDK實現(xiàn)了“以人為中心”的企業(yè)大數(shù)據(jù)采集、清洗、儲存、挖掘、推送，幫助企業(yè)培訓(xùn)實時追蹤信息；機(jī)器視覺NginCV SDK能夠敏捷識別圖像，實時追蹤物件，滿足企業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域中不同場景、不同環(huán)境的使用需求。

我們基于此三大SDK開發(fā)了一套工作輔助與培訓(xùn)系統(tǒng)——PSS（Performance Support & Training System）。只要將與培訓(xùn)相關(guān)的文字、圖片、視頻、語音信息導(dǎo)入這個系統(tǒng)進(jìn)行編輯和處理，智能眼鏡就能將數(shù)字信息疊加在真實操作對象上，提示、指引學(xué)員使用何種工具、何種操作姿勢、如何搭配物料。這樣，學(xué)習(xí)場景與工作場景無限接近直至重疊，從根本上解決了師資有限、培訓(xùn)周期長、評價不客觀等問題。

解放雙手 讓培訓(xùn)與實踐同步

經(jīng)過不斷研究與實踐，我們發(fā)現(xiàn)可以通過四大模塊來展開AR培訓(xùn)：實時指導(dǎo)、透明管理、個人教練、知識沉淀。

第一，實時指導(dǎo)。企業(yè)將現(xiàn)有的與培訓(xùn)相關(guān)的文字、圖片、視頻、語音信息導(dǎo)入相應(yīng)軟件系統(tǒng)進(jìn)行編輯和處理，AR智能眼鏡便能將維修數(shù)字信息疊加在真實操作對象上，提示并指引學(xué)員正確地使用工具、采用操作姿勢、搭配物料。

第二，透明管理。PSS通過人與智能眼鏡之間的交互、第一視角采集圖像、視覺算法識別等方式獲取學(xué)員平時工作的細(xì)節(jié)，經(jīng)軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比得到其工作數(shù)據(jù)報表，并給出針對個人的、具體到步驟的改進(jìn)建議。與此同時，系統(tǒng)能夠積累分析數(shù)據(jù)，提前預(yù)防并糾正錯誤，加深維修學(xué)員對錯誤操作的記憶，避免壞習(xí)慣的形成。同時，管理人員或老師能夠自由選擇學(xué)員的第一視角了解其真實動手過程，結(jié)合數(shù)據(jù)分析了解其真正痛點，優(yōu)化培訓(xùn)課程，給出具體到某個操作細(xì)節(jié)的改進(jìn)建議。

第三，個人教練。我們將現(xiàn)有培訓(xùn)系統(tǒng)與AR培訓(xùn)系統(tǒng)連接，將課程要求和操作指引可視化、流程規(guī)范化，讓理論與實踐無限接近直至重疊，讓學(xué)員學(xué)習(xí)理論知識的同時體驗實操。利用智能眼鏡特殊的圖像呈現(xiàn)方式，AR培訓(xùn)系統(tǒng)猶如一名優(yōu)秀的培訓(xùn)教師站在學(xué)員的眼前，用最標(biāo)準(zhǔn)的動作、最規(guī)范的流程，教導(dǎo)學(xué)員識別每一個部件，完成每一個步驟。

第四，知識沉淀。PSS利用AR智能眼鏡天然的第一視角和自然的交互方式，采集維修學(xué)員的培訓(xùn)數(shù)據(jù)（利用文字、語音、圖片、視頻、動作圖像識別記錄其工作過程中的每個細(xì)節(jié)），實時捕獲學(xué)員操作過程中好的經(jīng)驗和技能，智能生成實戰(zhàn)型課件。AR培訓(xùn)系統(tǒng)能夠?qū)㈦[性知識結(jié)構(gòu)化，沉淀于平臺，按需獲取，同時，將結(jié)構(gòu)知識行為化，固化操作行為，讓系統(tǒng)成為知識管理的過濾器和沉淀器。

四大模塊可以解決“記不住、管不了、學(xué)不好、難傳承”等企業(yè)培訓(xùn)痛點。針對那些操作繁瑣、操作規(guī)范/流程長、對效率有要求、對工作結(jié)果的安全性要求高的行業(yè)，如能源、制造、維修、生產(chǎn)、航空、醫(yī)療、培訓(xùn)等領(lǐng)域/行業(yè)，AR培訓(xùn)讓工作場景與學(xué)習(xí)場景距離甚遠(yuǎn)的問題迎刃而解。

在與國家電網(wǎng)的聯(lián)合研發(fā)過程中，我們?yōu)閲译娋W(wǎng)超高壓設(shè)備和線路提供了基于智能眼鏡、增強現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器學(xué)習(xí)的智能化巡檢維保系統(tǒng)，實現(xiàn)了巡檢培訓(xùn)中的實時指導(dǎo)、透明管理，解放了員工的雙手，實現(xiàn)緊急任務(wù)的及時推送。智能眼鏡讓學(xué)習(xí)場景與工作場景無限接近直至重疊，從根本上解決了理論與實踐脫離的問題。

AR技術(shù)將為各行各業(yè)從業(yè)人員帶來工作方式的持續(xù)性變革，并不斷推動技術(shù)的傳承。我們相信，未來AR的身影不僅僅出現(xiàn)在裝配、維修、維護(hù)等方面，還將在工廠規(guī)劃、生產(chǎn)制造等各個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。