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2019年美國培訓年會–5G、VR及培訓

  本中心歷年皆派員至國外各類年會,進行各領域最新發展趨勢考察,筆者今年有幸前往美國奧蘭多參加2019年美國培訓年會,針對5G、VR及培訓的整合發展有以下觀察。

一、迎接5G未來

  5G技術已是通訊產業即將到來的重大變革,世界各國爭相投入研發,並希望引領世界潮流。5G技術不只是4G的升級版本,而是乘載許多未來科技的基礎平台。因此,在培訓年會當中,也不斷在引進及探討相關技術,對於培訓領域的衝擊及效益。

  Verizon是開發5G技術與應用的企業,包括支援虛擬現實和增強現實的應用。在這次年會的會場外,Verizon提供了5G體驗巴士的服務,體驗者能夠進行獨特、身臨其境、互動的體驗,了解超高速5G技術將如何發生革命性變化,體驗影響未來的5G技術。

  筆者實際體驗後,清楚認識到5G是未來通訊技術的重要革新,速度快、流量大。用以支援4K等超高解析度影片的高速上傳、下載,在AI、IOT、XR等高科技領域,有著革命性的作用,具體用途可支援歷史現場的重建與教學(環繞實境),搭配VR可做為無限接近真實的訓練現場,智慧城市的重要核心等。以培訓而言,5G未來的應用方面,沉浸式體驗是最大關鍵點,未來可以運用5G結合VR打造全新知識平台,作為知識管理的重要載體。

  從5G技術發展的進程來看,韓國、美國已在2019年上半年搶先進入商業運轉,其他主要先進國家,也將陸續於2年內開啟相關服務(台灣預計於2020年底啟動),可以預期起始運轉將會有相對不穩定,但應該會在2025年前後陸續成熟服務。

  從美國最大的5G晶片供應商高通公司的官網資訊來看,該公司認為5G技術的應用,包含了工業物聯網、蜂窩式車聯網、共享頻寬、不受限的實境技術(XR)等領域。

二、XR科技高速發展

  實境技術(XR)已發展多年,但因設備的運算能力、網路頻寬等相關限制,導致發展速度緩慢,但隨著科技發展,晶片運算能力高速成長、成本不斷下降,同時,因為5G技術興起,讓XR迎來高度發展的契機。

  原先的實境技術發展,大致可分為VR(虛擬實境)及AR(擴增實境)兩大領域,後來又衍生出結合兩者的MR(混合實境),最後整合所有實境技術,統稱為XR實境技術。各大資訊產業龍頭,紛紛投入相關產品、業務開發,包含Google、微軟、Apple、FB、HP、EPSON、HTC等皆有VR/AR產品及相關服務推出。

  回到5G技術來看,到底5G技術與XR科技之間,有什麼關聯性? 如何達到共同高速成長的發展?

  這可以從過去XR科技發展的痛點看起,設備的運算能力、網路頻寬是發展限制,雖然設備的運算能力,會隨著摩爾定律而持續快速成長,但相對而言,設備的價格卻是緩慢下降,因此造成了XR科技普及化的障礙,為了解決這個問題,雲端運算就是一個最佳答案,將設備的運算交由資訊公司的集中伺服器來進行,靠著遠遠超過使用者終端的運算能力,能夠更加即時得到回饋,同時也降低了使用者終端設備的規格門檻。

  除了雲端運算以外,搭配邊緣運算、人工智慧技術,將可以大大降低伺服器的資源負擔,並且提高正確度與效率,但這一連串的過程,雖然降低了終端設備的規格門檻,卻必須依賴大量的數據交換,原有的3G/4G通訊,便是另一項技術限制,所以全新的、符合需求的5G通訊技術,已經是迫在眉睫。

  再從XR科技使用者終端來看,因為VR/AR科技仰賴頭戴式裝置,來接收虛擬實境或擴增實境的資訊,不管是眼鏡、頭盔等裝置,都必須內建微處理器,再透過顯示器來播放影像,此外,因為頭戴式裝置有一定的負重上限,所以無法裝配體積太大的微處理器,還得以有線或無線方式連結到電腦設備,造成整個頭戴式裝置必須集成許多元件,讓成本居高不下,也限制了XR科技發展,因此前段所提到的雲端運算解決方案,也提供了頭戴式裝置簡化及輕量化的基礎。

  結合前述發展,我們可以得到一個未來的情景,使用者終端會是一個簡單的頭戴式顯示器,只有基本的運算能力及訊號的傳送與接收能力,設備的好壞將決定於顯示螢幕的品質,

  使用者只要發出一個訊號,將會透過5G網路傳輸,進入到伺服器廠商的雲端服務,經由幾乎無法察覺的超低延遲時間,同步將訊號回傳到使用者的顯示螢幕上。

  以目前發展最快的娛樂領域來看,2019年Google串流遊戲平台Stadia、Apple遊戲平台Arcade已經具備前述體系的雛形,所有運算透過伺服器完成,使用者只須要有平台帳號及一般規格的手機,便可以流暢地進行遊戲,等到5G技術穩定之後,完成後續與XR頭戴式裝置的串聯,整個體系將會越來越穩定成熟。

  再回到XR科技來看,將有許多的應用層面,依照高通官網的資訊,他們所列出的用途包含了工業製造、醫療、資訊工程、零售、廣告、緊急事故、軍事、娛樂及培訓等。以上用途幾乎包含人類大部分的生活,可以想見未來的生活中必定充滿了XR科技。

  除了技術門檻之外,對於消費者而言,最在意的仍是成本問題,雖然頭戴式裝置的簡化及輕量化,已經帶來一波成本下降,但對於一個尚未開拓的市場來說,中間價格的裝置仍然不利於推廣,為了進一步加速XR科技的普及,針對VR領域,Google公司推出了Google Cardboard的產品,以簡易的紙板及鏡片組成頭戴式裝置,最重要的顯示螢幕、微處理器及訊號收發,則是交由手機來完成,透過Google公司的APP及其他服務平台,進行影片格式的轉換,結合Google Cardboard上的鏡片,達到觀看VR影片的效果。

三、XR科技與培訓

  再回到美國培訓年會,基於前述趨勢發展,主辦單位培訓雜誌從前幾年開始,已經開始探討VR/AR科技對於培訓的影響,以及如何透過這些高科技,進一步取得更佳的培訓成效,在培訓年會的研討會、參訪等環節,都有相關的介紹與探討。

  因為技術限制,目前VR科技的發展及應用,相對優於AR科技,所以多數分享者及廠商,都是以VR為主軸在發展。VR科技對於培訓而言,最重要的部分,就是沉浸式體驗,高度擬真的環境,讓受訓者能夠完全投入培訓,同時還能增進培訓成效。

  若以成本方面來看,過往的培訓,受訓者透過書面閱讀、影片觀看、課堂聽講、做中學、專家指導等不同方式來學習,在培訓結束後,評鑑受訓者的學習成效,會有不同的難易度,相對而言,培訓成本與評鑑難易度成反比,越是低成本的培訓與評鑑方式,越難判斷是否真實學到技能,而越能評鑑受訓者成效的培訓方式,將負擔越高的培訓成本,簡單來說,若以紙本閱讀培訓來看,訓練成本較低,但很難判斷出是否真實學會技能,若是成本最高的專家指導,能夠準確掌握學習成效,但成本卻是大幅增加。

  而VR培訓最大的潛力,就在於它高度運用高科技,效能會遵照摩爾定律成長,成本也會相對下降,而沉浸式體驗的評鑑難度,大約介於書面閱讀到專家指導之間,可以依照需求而調整設計,整體而言,培訓成本較便宜,評鑑難度也相對降低,便是VR培訓有機會取代一部分現有培訓方式的原因之一。

  對於員工而言,接受VR培訓的好處,包括了:

  1.增進學習記憶(沉浸式體驗可以有效排除外在干擾)

  2.較強烈的動機學習(學習方式較為有趣)

  3.促進行為改變(可以設計讓受訓者實際演練)

  4.可以直接觀看/感覺/體驗(直接以視覺、聽覺及體感學習)

  5. 80%學習成效可以保留一年以上(Dr. Narendra Kini, CEO at Miami’s Children Health System)

  6.接近實際環境

  7.減少錯誤發生(實際降低後續應用的錯誤率)

  8.減少同事依賴

  而對於企業而言,使用VR培訓的好處,包括了:

  1.導入門檻不高(最低階的VR錄製、編輯、播放等軟硬體,成本已經下降到一定程度)

  2.縮短考試時間(評鑑可以同步在體驗時完成,不用另外花時間測驗)

  3.減少培訓時間(運用高科技有效減少培訓時間)

  再來則是依照筆者本次在年會中實際觀察,整理了幾種目前實際應用的VR培訓類型:

  1.單純觀看VR影片(運用VR攝影技術,拍攝課程進行或是工作現場示範,沒有任何互動環節。)

  2.VR影片,增加說明及問答等(以前述影片為基礎,使用VR剪輯軟體,可以在影片特定時間點及畫面位置,加入說明框,並且設計選擇題互動。)

  3.對話式虛擬實境(以3D繪圖技術,還原工作現場,並且運用對話機器人,以口語對話方式,進行模擬訓練。)

  4.完全虛擬實境(以前項技術為基礎,建立自由度更高的虛擬實境,培訓者可以在環境內移動,進行各項操作練習)

  前兩種VR影片,可以視為過去數位學習的升級版本,過去數位學習的一大缺點,便是在缺乏學習動機的狀況下,很容易被外界干擾,導致學習效果不佳,而VR培訓則能彌補這個缺點,因為沉浸式體驗的最大特色,就是消除外部影響,讓使用者能完全投入內容,甚至於高端的VR頭戴式裝置,未來將結合眼球追蹤技術,進一步判斷使用者的投入程度。

  後面兩種VR影片,需要依賴專業人員或專業廠商來製作,從整體工作現場的重建到各項物品3D掃描建模或繪圖,對話式虛擬實境可以適用於服務業,用來訓練各項應答,對話機器人運用知識數據庫,在一定彈性空間內,可以判斷受訓者的話語,並且給出適當反應,對於口語方面技能,能有效進行訓練。完全虛擬實境,則是有助於人類行為的技能培養,

  與現實中的操作高度貼近,透過實際練習,讓受訓者除了大腦記憶,同時也促進身體記憶。

  從這次培訓年會的參訪行程來看,許多企業、研究機構、學術單位,也紛紛投入VR在培訓領域方面的研發及應用,例如我們參訪了中央佛羅里達大學-互動娛樂學院,其目前專注於娛樂產業的發展,包含傳統電玩、VR/AR遊戲等,將遊戲的目的進行延伸,除了原本的娛樂目的,也積極開發教育、企業訓練等用途,與各級學校、企業作結合,讓遊戲、VR、教學結合為一體,現場展示一套美國中小學化學課程使用的VR教材,採取完全虛擬實境技術,讓化學元素表具象化為方塊,透過相互疊加,可以產生新的化合物,也可以將方塊轉化成虛擬物品,並在VR實驗室中,進行各項化學實驗操作,雖然整個場景及物件都配合學生的年紀,進行了可愛風格的調整,但背後的化學公式卻是遵照真實世界的規則,讓學生在遊戲的過程當中,能夠更有效地學習。

  除了學校教育之外,VR培訓在企業內訓、其他技能培養方面,也是蓬勃發展,因為VR設備在前幾年來說,相對仍是成本高昂,所以發展VR培訓的產業領域,也有優先順序,以現階段而言,最適合發展VR培訓的領域包含:

  1.稀少的訓練(如高度專業、受訓人數非常少的訓練,像是太空人訓練。)

  2.不可能的訓練(如機師的飛機迫降等訓練)

  3.危險的訓練(如消防員訓練)

  4.昂貴的訓練(如機師的養成訓練、精密機械操作訓練)

  本次參訪行程到達中央佛羅里達大學後,也看到了該校為消防隊所設計的消防VR訓練,結合即時地圖採樣,在VR當中重新建模,還原出真實的市區,消防員能夠在VR環境中,熟悉真實的街道、水線配置等,以避免到現場之後,對於現場環境不熟悉的時間浪費或造成危險,同時,在模擬實境的演練,也比一般訓練場地練習,更能夠清楚知道消防員是否精確完成動作。

  此外,參訪行程也到了AdventHealth Nicholson Center,該中心是一個手術訓練中心,提供美國各地的醫療工作者前來訓練,尤其是達文西機械手臂的操作,便是前述提到的精密儀器訓練,更加適合使用VR培訓,另外一個好處,在於提供嘗試錯誤的機會,因為達文西機械手臂在真實手術應用中,是不允許任何錯誤發生,但實作練習的過程中,又不可能使用真人來練習,因此VR培訓便成為最佳選擇。

  前述所提到適合優先發展VR培訓的產業,都是導入效益較高或是具備無可取代特性的,但這並非代表一般產業不適合導入VR培訓,而是要從培訓成本的規劃,來挑選合適的VR培訓類別,以達到合理的培訓投資報酬率。

  像是參訪行程也到了UPS(優比速快遞) Integrad的新一代高科技培訓設施,該設施提供VR模擬以及傳統教學結合的培訓,以駕駛員培訓為例,他們會先在教室內進行概念解說,然後進入Clarkville模擬市區(具備真正的街道、街道標誌、人行道以及模擬的商業和住宅交付和取貨地點的訓練場地),但因該場地有車輛數目、場地大小等限制,學員僅能輪流進行練習,為了強化相關培訓成效,UPS導入了VR培訓,讓學員在真正的演練之外的時間,能夠自由使用VR設備來練習,因為是駕駛相關培訓,除了VR眼鏡之外,還搭配方向盤等相關設備,但因UPS每年接受此培訓的駕駛員數量龐大,成本平均分擔下,VR培訓導入的成本相關便宜。

  如前述所提,因為一般企業導入VR培訓需要考量投資報酬率,因此不可能所有培訓類別都導入,必然也有優先順序,而現階段適合導入VR培訓的類別,應該有以下部分特性:

  1.具備穩定性(培訓內容需要能維持一定期間不變,或是只有少部分調整)

  2.具備固定範圍(培訓內容需要有一定範圍,不能太過彈性)

  3.具備一定培訓人數(平均分擔培訓成本)

  4.具備一定培訓時數(時數太短的培訓,導入VR不划算,時數太長的培訓,需要花費大量成本開發)

  5.知識技能的培養(VR培訓較適合明確的知識與技能學習,態度面仍然沒有太大效益)

  6.能快速提供素材

四、未來發展

  在台灣地區,XR科技熱度不高,並聚焦在娛樂領域(電玩遊戲、影音娛樂等),此外也僅聚焦在少數特定領域(如醫療等)的發展。相對而言,美加地區對於XR科技的重視,遠遠高過台灣,積極開發各項應用可能性,視為繼智慧型手機發明之後,下一個能影響人類生活的重要科技。

  XR科技目前發展仍在初步階段,硬體已經發展到一定程度,但軟體服務(內容)與網路技術支援(5G),仍未跟上硬體的腳步,預計數年之內,三者同步發展到一定程度,將會對人類生活產生巨大影響。

  回歸到培訓而言,從一開始的認證工作坊、研討會及博覽會、參訪,無一不在提醒,培訓終究是有其侷限,無法在真正工作場域中培訓,將會產生培訓缺口,而XR科技能夠在一定程度上進行彌補,讓培訓盡可能貼近真實,此外,因為人類生理上的限制,無法在培訓中全程專注,無可避免會遺漏掉相當多的資訊,且記憶會快速遺失,XR科技能讓使用者高度專注,且透過肌肉記憶、眼球追蹤等技術搭配,讓培訓者一年內的記憶能保留到80%以上。

  因為XR科技的種種優勢,許多XR新創公司、顧問機構、培訓機構,紛紛投入開發,研究關於各種產業、各種技能(軟性、硬性)的XR培訓方式,且已經有顧問機構開發出應用XR科技的輔導模式,顯示XR科技在企業輔導方面,已經不是嘗試階段,而是相對成熟的業務。

  除了優勢之外,XR科技仍有許多侷限,軟硬體設備需要一定成本、培訓內容需要一定時間建立(依照目前蒐集到的數據,從1~6個月不等,依循專案複雜度及團隊成員而異)、培訓內容調整上較複雜、可適用的培訓仍受限制等。但隨著技術成長及成本下降,前述問題將不斷被克服,待技術限制及成本,下降到一般企業可接受的水準,預期XR科技將成為培訓的普遍教學方式之一,而此過程應該會在十年之內達成,若沒有相對應可投入的培訓資源,至少可以從素材蒐集開始,未來當XR科技培訓成本下降後,將可以加快導入的時程與節省成本。


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