Определение и принципы работы телеприсутствия

Телеприсутствие – это совокупность технологий, позволяющих пользователю ощутить себя присутствующим в удалённом месте и даже взаимодействовать с ним, как будто он там находится физически. Для достижения эффекта полного присутствия необходимо, чтобы удалённая среда передавала пользователю все основные ощущения (изображение, звук и др.) почти в реальном времени, а действия и речь самого пользователя считывались и воспроизводились на удалённой стороне.

Проще говоря, система телеприсутствия стремится «телепортировать» человека в другое место с помощью электронных средств связи, устраняя границы расстояния. В отличие от виртуальной реальности, где создаётся искусственный мир, телеприсутствие подразумевает взаимодействие с реальным удалённым окружением. При этом информация между пользователем и местом телеприсутствия передаётся двунаправленно: пользователь видит и слышит удалённую обстановку, а удалённое оборудование воспроизводит его присутствие (например, передаёт голос, движения камеры или робота и т.п.).

Основные виды технологий телеприсутствия

Видеоконференцсвязь (иммерсивные системы телеприсутствия)

Пример иммерсивной системы видеоконференц-связи: участники на удалённом конце отображаются на нескольких больших экранах в реальном размере, создавая эффект присутствия в одном зале.

Наиболее распространённая форма телеприсутствия – это видеоконференцсвязь высокой реалистичности, часто называемая иммерсивными видеоконференциями. В таких системах используются камеры высокого разрешения и большие экраны, позволяющие передавать изображение удалённых участников в реальную величину, а также многоканальный звук, создающий ощущение, что собеседники сидят рядом за одним столом.

Такие решения обеспечивают максимальный эффект «face-to-face» общения: передаются мельчайшие мимика и интонации, синхронность речи и движения губ, отсутствуют фоновые шумы и задержки. Изначально подобные системы были дорогостоящими и применялись для встреч топ-менеджеров или международных совещаний, однако со временем технологии подешевели и стали доступнее для более широкого применения.

Роботизированные системы телеприсутствия

Пример роботизированного телеприсутствия: человек на экране удалённо присутствует на мероприятии с помощью мобильного робота с видеосвязью.

Другим важным видом телеприсутствия являются роботы телеприсутствия – мобильные робототехнические устройства, позволяющие дистанционно присутствовать в удалённом физическом пространстве. Телеприсутствие с помощью робота работает так: оператор из любого места подключается через интернет к роботизированному устройству (например, со своего компьютера или планшета) и управляет им удалённо. Робот оснащён камерой(ами), микрофонами, динамиком и экраном, чтобы обеспечивать двустороннюю видео- и аудиосвязь, а также колёсной базой (или иной движущей системой) для перемещения по удалённому объекту.

Таким образом, пользователь не только видит и слышит происходящее в удалённой локации, но и может передвигаться по ней, общаться с находящимися там людьми и взаимодействовать с объектами. Примеры таких устройств включают мобильных роботов с установленным экраном: Double Robotics (линейка роботов Double), Ava Robotics (робот Ava), Beam (ранее от Suitable Technologies, теперь под брендом Blue Ocean Robotics) и другие. Эти решения часто описывают фразой «Skype на колёсах», так как они фактически перевозят присутствие человека по удалённому помещению.

Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR-телеприсутствие)

Развивающееся направление – это телеприсутствие на основе VR/AR-технологий. В случае виртуальной реальности (VR) участники надевают VR-шлемы и могут перемещаться в виртуальном пространстве или в захваченном 360° видеопотоке, ощущая себя рядом с другими людьми в этом виртуальном окружении. Фактически, VR-телеприсутствие стремится «перенести» всех участников в единое виртуальное помещение, где их аватары взаимодействуют, что даёт эффект совместного нахождения, несмотря на физическую разобщённость.

Дополненная реальность (AR) обеспечивает другой подход: с помощью AR-очков или экранов можно накладывать изображение удалённого человека или объекты на реальный окружающий мир. К примеру, инженер в поле зрения через AR-очки может видеть голографическое присутствие удалённого эксперта, который подсказывает и помечает объекты в реальном времени – это также вариант телеприсутствия, когда реальное и цифровое совмещаются.

Отдельно стоит упомянуть голографические системы телеприсутствия. Они используют 3D-камеры и дисплеи, чтобы передавать трёхмерное изображение человека на расстоянии в натуральную величину – например, проекты «holoportation» или стенды вроде Google Project Starline. Такие системы создают впечатление, будто собеседник находится перед вами как голограмма. Хотя пока голографическое телеприсутствие находится на ранних этапах развития, ожидается, что именно оно будет расти самыми высокими темпами: по отраслевым прогнозам сегмент 3D-телеприсутствия имеет наивысший рост (около 13% в год), поскольку более реалистично передаёт присутствие.

Примеры применения технологии телеприсутствия

Телеприсутствие находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности – от бизнеса и производства до медицины, образования и сферы услуг. Рассмотрим несколько ключевых областей:

• Бизнес и корпоративный сектор: Компании активно используют телеприсутствие для проведения удалённых встреч, совещаний и инспекций. Благодаря видеосистемам телеприсутствия руководители могут провести переговоры с филиалами или партнёрами в других странах, не покидая своего офиса, что экономит время и расходы на командировки. Роботы телеприсутствия применяются для удалённого управления и надзора: например, менеджер может проехать по складу или производственному цеху на другом континенте с помощью робота, лично осмотрев запасы, состояние оборудования и пообщавшись с персоналом – и всё это без физической поездки.
• Здравоохранение и телемедицина: В медицинской сфере технологии телеприсутствия открывают новые возможности для оказания помощи и консилиумов врачей на расстоянии. Роботы телеприсутствия в больницах позволяют врачам проводить обходы и консультировать пациентов, находясь в другом городе или стране. Например, группа специалистов из разных клиник может собраться на консилиум с помощью телеприсутствия: робот с камерой присутствует в палате пациента, транслируя видео и звук, и врачи синхронно наблюдают за пациентом, обмениваются мнениями и совместно принимают решение по тактике лечения. Также телеприсутствие помогает при инфекционных рисках: через робота врач или родственники могут навещать пациента, находящегося в изоляции, без риска передачи инфекции.

• Образование: В сфере образования телеприсутствие используется для дистанционного присутствия преподавателей и учащихся. Самый простой пример – онлайн-лекции и вебинары с эффектом присутствия, когда преподаватель через качественную видеосвязь ведёт занятие для удалённых студентов. Но ещё интереснее случаи, когда роботы телеприсутствия заменяют ученика или учителя в классе. Например, если ученик не может физически посещать школу (из-за болезни или ограниченной подвижности), он может присутствовать на уроке через небольшого робота на колесах с камерой и экраном – робот будет находиться в классе, а ученик из дома будет слышать учителя и общаться с одноклассниками.
• Промышленность: В промышленном и нефтегазовом секторах телеприсутствие зачастую выступает в форме телеуправляемых роботов и систем удалённого мониторинга. Ещё в 1985 году пионеры робототехники (например, Марвин Минский) предлагали применять устройства телеприсутствия для работ в опасных или труднодоступных средах – таких как горная добыча, ядерные объекты, глубоководные исследования. Эти идеи воплотились в современных решениях: роботы-телеоператоры используются для инспекции шахт, атомных станций, подводных трубопроводов – везде, где прямое пребывание человека нежелательно или невозможно.
• Другие сферы: Технологии телеприсутствия проникают и в государственные и общественные услуги, безопасность, культуру. К примеру, некоторые банки в отделениях устанавливают экран с камерой – через него клиент может общаться с удалённым консультантом (специалистом по ипотеке или инвестициям), которого нет смысла держать в каждом филиале. Такой робот-консультант в банке позволяет централизованно оказывать консультации узких специалистов сразу во многих отделениях.

   

  В сфере правопорядка и безопасности телеприсутствие тоже применяется: существуют роботизированные системы, которые патрулируют помещения или общественные места под управлением оператора – тот видит через камеры робота всё вокруг и может через динамик обращаться к людям. Даже на улице можно встретить подобных патрульных роботов (например, робот «Юстас» в Кракове) – фактически это удалённое присутствие сотрудника охраны или полиции. В военном деле почти все современные беспилотные аппараты и боевые роботы основаны на принципе телеприсутствия: оператор дрона находится за тысячи километров, однако через камеры ощущает себя в кабине летательного аппарата, ведущего разведку или атаку, и управляет им в реальном времени.

Современное состояние рынка телеприсутствия и перспективы развития

Технологии телеприсутствия из категории нишевых решений постепенно превратились в значимый рынок, особенно после пандемии COVID-19, которая резко повысила спрос на дистанционное взаимодействие. По оценкам аналитиков, мировой рынок оборудования для телеприсутствия (включая системы видеоконференцсвязи) в 2023 году составлял порядка $3,5 млрд и продолжает стабильно расти. Отдельно бурно развивается сегмент мобильных роботов телеприсутствия: его объём оценивался около $317 млн в 2024 году, а прогноз до 2032 года – рост до ~$1,45 млрд (среднегодовой темп ~21%). Такие высокие темпы связаны с тем, что бизнес и учреждения стремятся экономить на командировках и повышать оперативность – телеприсутствие как раз закрывает эту потребность.

С точки зрения технологических трендов, современные решения телеприсутствия становятся всё более интеллектуальными и интегрированными. Производители активно внедряют элементы искусственного интеллекта: например, новейшие модели роботов оснащаются камерами 4K с автоматическим управлением кадрированием (auto-framing) на базе ИИ, чтобы всегда держать собеседника в центре кадра и улучшить реализм общения.

Улучшается и автономность устройств – так, последняя версия мобильного робота Double 4 получила продвинутую систему обхода препятствий и более устойчивую базу для перемещения по неровным поверхностям. При этом особый акцент делается на совместимость с распространёнными платформами: телероботы теперь бесшовно интегрируются с программами видеосвязи вроде Zoom или Microsoft Teams, чтобы пользователям было проще подключаться. Ещё одна тенденция – забота о безопасности и комфорте удалённого пользователя: например, компания Ava Robotics совместно с Cisco внедрила в свои роботизированные системы датчики качества воздуха и температуры, чтобы удалённый сотрудник, присутствуя через робота в офисе, мог мониторить окружающую среду на предмет вентиляции и комфорта. Это показывает, что телеприсутствие выходит за рамки просто передачи аудио/видео – оно пытается максимально полно передать всё окружение удалённого места.

Перспективы развития рынка телеприсутствия выглядят очень позитивно. Ожидается дальнейшее снижение стоимости оборудования, что сделает телеприсутствие массовым явлением, сопоставимым по простоте с нынешними видеозвонками. Продолжается слияние с технологиями виртуальной реальности – возможно, в ближайшем будущем появятся коммерчески доступные 3D-голографические кабины (подобные проекту Starline от Google), где люди смогут общаться «через голограммы» с минимальной задержкой.

Также растёт интерес к тактильной отдаче и другим чувствам: исследуются способы передачи осязательных ощущений (с помощью роботизированных перчаток, например) и даже запахов на расстоянии, чтобы усилить эффект присутствия. Развитие сетей связи (5G, а впереди и 6G) поможет снизить задержки передачи данных до неощутимого уровня, что критически важно для естественного телеприсутствия. В целом эксперты сходятся во мнении, что телеприсутствие станет неотъемлемой частью цифровой инфраструктуры: от смарт-офисов, где всегда может «присутствовать» удалённый коллега, до умных городов, где служащие будут появляться на объектах через роботов-аватаров.

Оборудование и программное обеспечение для телеприсутствия

Для реализации телеприсутствия требуется комплекс аппаратных и программных средств, значительно превышающих по сложности обычный видеозвонок. Аппаратное обеспечение варьируется в зависимости от вида телеприсутствия:

1. Видеоконференц-системы: обычно включают камеры высокого разрешения (HD/4K) с широким углом обзора или управляемым наведением, большие дисплеи (или проекторы) для отображения удалённых участников в натуральную величину, микрофонные массивы для улавливания речи в помещении и многоканальные громкоговорители для воспроизведения пространственного звука.Нередко используются специальные кодеки (аппаратные модули) для сжатия/разжатия видео и аудио в реальном времени с минимальной задержкой и потерями – такие кодеки устанавливаются в видеоконференц-терминалах (пример – Cisco TelePresence Codec). В иммерсивных комнатах телеприсутствия продумывается даже обстановка: нейтральный фон, освещение, акустическая обработка помещения – всё это часть оборудования, создающая «эффект единой комнаты» для всех участников.
2. Роботы телеприсутствия: ключевыми компонентами являются мобильная платформа (колёсная база или гуманоидные ноги/гусеницы – в зависимости от конструкции), обеспечивающая перемещение; стабилизированная стойка или корпус, на котором размещены сенсоры и актуаторы. Обязателен цветной видеокамера (часто с возможностью панорамирования/наклона/зума) для передачи изображения оператору, микрофоны и динамики для двусторонней связи, а также дисплей (обычно LCD-экран или прикреплённый планшет), на котором отображается лицо оператора или интерфейс для взаимодействия с окружающими.
3. AR/VR устройства: для VR-телеприсутствия нужны гарнитуры виртуальной реальности, а также системы отслеживания положения головы и рук. Если передаётся реальная сцена, то на удалённой стороне могут использоваться панорамные камеры 360° или многокамерные установки для съёмки окружения во всех направлениях. Для AR-телеприсутствия требуются умные очки или шлемы дополненной реальности, которые способны накладывать 3D-изображение на реальный мир. Также могут применяться голографические дисплеи – специальные экраны или проекторы для отображения 3D-образа (как в случае проектов типа Looking Glass, Musion или того же Google Starline). В перспективе оборудование будет включать тактильные интерфейсы: перчатки с обратной связью, костюмы с вибромоторами, для передачи осязания и движений.

Программное обеспечение для телеприсутствия обычно включает следующие компоненты:

1. Платформы видеоконференций: ПО, обеспечивающее сжатие/передачу потокового видео и аудио, управление конференцией, синхронизацию участников. Сюда относятся корпоративные платформы (Cisco Webex, Zoom, Microsoft Teams, Poly RealPresence, TrueConf) и открытые решения (например, протоколы SIP/H.323 с сервером MCU).

Попробуйте Труконф

• Защищенный корпоративный мессенджер с личными и групповыми чатами

• UltraHD видеоконференции до 1500 участников

• Безопасная работа внутри корпоративной сети

• Включен в Единый реестр российского ПО

Скачать
Живая демонстрация



2. Софт для управления роботами: У каждого робота телеприсутствия есть свое приложение или веб-интерфейс, через который оператор подключается к устройству. Такое ПО обеспечивает передачу команд движения (вперёд/назад, поворот), управление углом наклона камеры, зумом, а также передачу аудио/видео между оператором и роботом.
3. VR/AR программное обеспечение: Для VR-встреч используются многопользовательские виртуальные среды – программные платформы, которые синхронизируют положение и действия аватаров всех участников, обеспечивают пространственный звук и взаимодействие. Также есть специализированные ПО для голографической связи – например, для камер, записывающих объемное видео, требуется ПО для сшивки изображения с нескольких сенсоров и его рендеринга на 3D-дисплее.
4. Инфраструктурное ПО: Важной частью являются сетевые компоненты – серверы сигнализации, шлюзы, обеспечивающие соединение разных сетей и протоколов (особенно когда телеприсутствие связывает корпоративную сеть с интернетом). Для надежной работы часто применяются QoS-настройки, резервирование каналов. Также нужны системы безопасности – шифрование видеопотоков (напр. TLS/SRTP), аутентификация пользователей, чтобы посторонние не могли перехватить «сеанс присутствия».

В заключение, можно сказать, что телеприсутствие – комплексная технология, требующая слаженной работы аппаратной и программной частей. Камеры, датчики, роботы, дисплеи – всё это бесполезно без умного софта, который передаст данные вовремя и правильно, и наоборот, лучшее ПО не сработает без качественного «железа», которое захватит и воспроизведёт реальность. Современные решения телеприсутствия представляют собой сочетание передового оборудования и специализированного ПО, и этот симбиоз позволяет добиться того самого эффекта «магии», когда расстояния стираются, и люди могут общаться или взаимодействовать, словно находятся рядом. Телеприсутствие уже сегодня меняет облик бизнеса, медицины, образования и многих других отраслей, а в будущем обещает стать ещё более реалистичным и повсеместным, открывая эру по-настоящему глобальной взаимосвязанности людей и мест.