随着互联网发展,人们发现在工业4.0时代,通过传统的ERP系统(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)和e-Learning系统来培训,已经无法适应现在的工作应用场景。同时,"遗忘曲线"和"721模型"说明了一个残酷的事实——传统培训方式只能给学习者带来10%的经验成长。为了解决这些问题,AR(augmented reality,增强现实)等新兴学习技术层出不穷。 早在1990年,美国波音公司的研究员汤姆·考德尔(Tom Caudell)就提出了AR一词,只是当时并未流行开来,不仅手持AR小产品没有身临其境之感,而且智能眼镜很昂贵,看上去也很古怪。如今,随着AR技术逐步为人们所接受,以及智能手机、平板电脑、谷歌眼镜等头戴式电脑的到来,增强现实技术变得更为实用,将真正颠覆教育培训行业。 缩短工作和学习场景的距离 传统企业培训有四个亟待解决的痛点。 第一,以往的培训方式——面授培训、e-Learning或者M-Learning很难做到个性化培训; 第二,在工业环境下,企业很注重以实践为主,但是学习与练习往往无法并重,无法解放双手; 第三,由于大部分员工几乎使用不到互联网和信息技术,培训师无法管理到一线员工的工作和培训细节,大数据无法客观采集和输出; 第四,企业学习最常见的痛点是,传统企业培训无法解决员工"学时不能用,用时不能学"和"遗忘曲线"的困境——员工从培训所学到的知识,只有10%能够用在工作上,而且员工70%的学习经验来源于工作中的锻炼,20%来源于自我学习,仅10%来源于培训(见图表1)。 因此,要提高培训效果,核心是解决"遗忘曲线"和"721模型"带来的两个问题,而这两个问题的核心就在于工作场景与学习场景的距离。如果当下能够把学习到的东西立即无缝使用在工作上,遗忘问题将能得到有效解决,工作中获得的经验也可以有助于即时巩固所学内容。AR的出现挣脱了传统培训的束缚,带来了全新的培训方式,达成了培训所强调的"即需、即学、即用、即评"。 培训可被分为培训1.0、2.0、3.0三个阶段,在此过程中,一个明显的演变特征是,缩短了工作场景和学习场景的距离(见图表2)。在培训1.0(传统面授培训)阶段,老师是主导者,学生是被动学习。一对多的培训,导致个性化较弱,个人学习者无法根据自身需求进行个性化学习。 在培训2.0阶段,老师变成辅导者,学生主动学习的环境和条件相对成熟。此阶段的标志性学习方式是混合式学习,由于PC和手机的特性,学习者拥有自主选择权,个性化培训得到了一定的加强。 到了培训3.0阶段,AR的发展,有效解决了"遗忘曲线"和"721模型"这两个长久的痛点。此阶段的培训方式是实时的工作辅助,让培训场景与工作场景无限接近直至重叠。 AR成就高效的培训 我们可以看到, AR智能眼镜的特性使得培训场景与工作场景无限接近直至重叠。这意味着所学的知识可以完整渗透到工作中,让无论是面授培训还是e-Learning都难以解决的问题得到解决,完成高效的培训。 体验感是AR培训的关键 要实现最高效的培训,作为连接两个场景的核心硬件——AR智能眼镜,需要拥有良好的使用体验。无论在工业中还是实操类培训中,反复抬头低头、操作流程复杂、身体不停移动、操作过程久、双手握物料工具等使用场景,都对AR智能眼镜提出了体验方面的高要求。 专业级的使用场景通常要进行长时间的培训与实操,这就要求AR智能眼镜戴得稳、戴得久、看得清。很遗憾的是,目前国内、国外的AR智能眼镜都不能算完全合格:单目式的智能眼镜看不清;市面上双目式的智能眼镜戴不稳;头箍式双目AR智能眼镜则戴不久。 因此,在设计AR智能眼镜时,戴得稳、戴得久、看得清成为严格的标准,三者缺一不可。合格的AR智能眼镜应视角大、真实感强、无眩晕,显示屏能够根据需要隐藏、出现、移动,摄像头中置,观看图像场景与现实场景更贴合。 软件,让培训无限接近工作场景 在硬件满足要求的情况下,软件是实现完美培训功能的核心。以0glass为例,我们开发了三大SDK(软件开发工具包),包括增强现实NginAR SDK、大数据处理NginBD SDK、机器视觉NginCV SDK。 在培训场景中,通过增强现实NginAR SDK,能够自动或半自动生成AR图形/图像,对现有与培训相关的图文声像等素材进行可视化编辑,开发出基于培训场景的各类AR应用;大数据处理NginBD SDK实现了"以人为中心"的企业大数据采集、清洗、储存、挖掘、推送,帮助企业培训实时追踪信息;机器视觉NginCV SDK能够敏捷识别图像,实时追踪物件,满足企业培训领域中不同场景、不同环境的使用需求。 我们基于此三大SDK开发了一套工作辅助与培训系统——PSS(Performance Support & Training System)。只要将与培训相关的文字、图片、视频、语音信息导入这个系统进行编辑和处理,智能眼镜就能将数字信息叠加在真实操作对象上,提示、指引学员使用何种工具、何种操作姿势、如何搭配物料。这样,学习场景与工作场景无限接近直至重叠,从根本上解决了师资有限、培训周期长、评价不客观等问题。 解放双手 让培训与实践同步 经过不断研究与实践,我们发现可以通过四大模块来展开AR培训:实时指导、透明管理、个人教练、知识沉淀。 第一,实时指导。企业将现有的与培训相关的文字、图片、视频、语音信息导入相应软件系统进行编辑和处理,AR智能眼镜便能将维修数字信息叠加在真实操作对象上,提示并指引学员正确地使用工具、采用操作姿势、搭配物料。 第二,透明管理。PSS通过人与智能眼镜之间的交互、第一视角采集图像、视觉算法识别等方式获取学员平时工作的细节,经软件系统中的数据模型进行对比得到其工作数据报表,并给出针对个人的、具体到步骤的改进建议。与此同时,系统能够积累分析数据,提前预防并纠正错误,加深维修学员对错误操作的记忆,避免坏习惯的形成。同时,管理人员或老师能够自由选择学员的第一视角了解其真实动手过程,结合数据分析了解其真正痛点,优化培训课程,给出具体到某个操作细节的改进建议。 第三,个人教练。我们将现有培训系统与AR培训系统连接,将课程要求和操作指引可视化、流程规范化,让理论与实践无限接近直至重叠,让学员学习理论知识的同时体验实操。利用智能眼镜特殊的图像呈现方式,AR培训系统犹如一名优秀的培训教师站在学员的眼前,用最标准的动作、最规范的流程,教导学员识别每一个部件,完成每一个步骤。 第四,知识沉淀。PSS利用AR智能眼镜天然的第一视角和自然的交互方式,采集维修学员的培训数据(利用文字、语音、图片、视频、动作图像识别记录其工作过程中的每个细节),实时捕获学员操作过程中好的经验和技能,智能生成实战型课件。AR培训系统能够将隐性知识结构化,沉淀于平台,按需获取,同时,将结构知识行为化,固化操作行为,让系统成为知识管理的过滤器和沉淀器。 四大模块可以解决"记不住、管不了、学不好、难传承"等企业培训痛点。针对那些操作繁琐、操作规范/流程长、对效率有要求、对工作结果的安全性要求高的行业,如能源、制造、维修、生产、航空、医疗、培训等领域/行业,AR培训让工作场景与学习场景距离甚远的问题迎刃而解。 在与国家电网的联合研发过程中,我们为国家电网超高压设备和线路提供了基于智能眼镜、增强现实、大数据、物联网机器学习的智能化巡检维保系统,实现了巡检培训中的实时指导、透明管理,解放了员工的双手,实现紧急任务的及时推送。智能眼镜让学习场景与工作场景无限接近直至重叠,从根本上解决了理论与实践脱离的问题。 AR技术将为各行各业从业人员带来工作方式的持续性变革,并不断推动技术的传承。我们相信,未来AR的身影不仅仅出现在装配、维修、维护等方面,还将在工厂规划、生产制造等各个环节发挥作用。