The technologies of augmented reality in the area of public administration

Совершенствование государственного управления на базе информационно-коммуникационных технологий началось во многих странах мира еще в 90-е гг. XX в. и было связано с инициативами в сфере электронного правительства. В результате практика взаимодействия с государством достигла значительного прогресса, связанного, прежде всего, с возможностью более оперативного и удобного получения информации о работе органов государственной власти и управления, получения доступа ко все большему количеству государственных услуг в электронном виде. При этом одной из ключевых проблем стала проблема электронного неравенства, связанного с недостаточным проникновением сети Интернет в различные регионы, отсутствие у значительной части населения базовых навыков работы с электронными порталами госуслуг, что не могло не сказаться на отсутствии значительной общественной поддержки в отношении проводимых инициатив в области электронного правительства.

Развитие технологий электронного правительства в Российской Федерации стало первоначальным и скорее даже предварительным этапом внедрения информационно-коммуникационных технологий в работу правительства и характеризовалось поверхностным и частичным переводом механизмов и технологий государственного управления в электронный вид. Массовое распространение мобильных устройств и беспроводной Интернет-связи в 2000-2010-х гг. не дало особого толчка в улучшении работы электронного правительства, которое было переосмыслено и продолжает развиваться уже в рамках федерального проекта «Цифровое государственное управление», контекст которого во многом связан с четвертой промышленной революцией и массовым внедрением киберфизических систем в производственную и непроизводственную сферы. Несмотря на то, что федеральный проект предусматривает значительное усиление технико-технологического инструментария в практике государственного управления, например, проектирование типового автоматизированного рабочего места государственного служащего, переход к проактивной модели предоставления государственных услуг, электронному внутри- и межведомственному документообороту, гармонизации данных, облачным технологиям, интернету вещей и др., интерфейс взаимодействия государственного служащего с компьютером на рабочем месте сохраняет традиционную компоновку – дисплей монитора, клавиатуру, мышь и др. Ограничения данной модели интерфейса не позволяют перейти к подлинно цифровому пространству государственного управления, где граница между государством и разнообразными объектами управления проходит не в мире физических объектов, а на границе физического мира и мира данных, включающего в себя виртуальные образы физических объектов, а также цифровые профили государственных служащих и граждан.

Существующие ограничения в традиционной модели интерфейса, воспроизводимые в рамках федерального проекта «Цифровое государственное управление» ^[1], становятся еще более очевидными в процессе поэтапного запуска 25 суперсервисов по приоритетным жизненным ситуациям человека ^[2]: интерфейс взаимодействия с супервервисами, как и типовой инструментарий автоматизированного рабочего места государственного служащего, остаются практически неизменными и представляют собой подключенные к сети передачи данных стационарный компьютер с монитором или мобильное устройство со средствами ввода-вывода. При этом в федеральном проекте получение государственных услуг и работа государственных служащих не предусматривает адаптацию и использование в практической плоскости современных технологий дополненной реальности, к настоящему времени нашедших свое практическое применение в корпоративном секторе и имеющих множество преимуществ: простоту использования и визуальную привлекательность по сравнению с традиционным форматом электронного/цифрового правительства, интерфейс которого представлен в виде стандартных веб-страниц и предполагает ограниченный инструментарий взаимодействия пользователя посредством клавиатуры и мыши с функциональными элементами веб-интерфейса – кнопками, значками, меню, вкладками и др..

В этой связи большой интерес представляет более предметное изучение технологий дополненной реальности (англ. Augmented Reality или AR), на основе которых выстраивается особый тип виртуальной реальности (англ. Virtual Reality или VR), позволяющий накладывать виртуальные образы на среду реального мира, предоставляя пользователям практически неограниченное взаимодействие с оцифрованной информацией, зависящее только лишь от заложенных в программное обеспечение и технику возможностей. С помощью AR-технологий происходит наложение цифрового 3D-контента на видимую реальность с использованием систем внутреннего и спутникового позиционирования. В целях отображения элементов дополненной реальности на физических объектах программы дополненной реальности, используя мобильную камеру и датчики позиционирования, выводят изображение на экран смартфона, планшета или смарт-очков для достижения наибольшего эффекта присутствия пользователя в мире данных.

Дополненная реальность на первый взгляд может показаться не такой универсальной как виртуальная реальность, однако может принести более ощутимую пользу в сфере государственного управления, связанного с обращением не только данных, но и преобразованием материальной действительности. Потенциал ее практического применения связан с тем, что она может экстраполировать элементы виртуального мира данных на реальный мир материальных объектов, дополняя данные объекты цифровыми «надстройками» или «маркерами», которые мы способны видеть, слышать или даже чувствовать при помощи мобильных устройств. Главным мотивом внедрения технологий дополненной реальности в сферу государственного управления выступает необходимость визуализации все более сложной и разнообразной вторичной информации – мира больших объемов данных, формирующегося на базе сбора и статистического анализа первичных данных, в целях принятия более эффективных управленческих решений. Достижение этой цели предполагает решение ряда частных задач, таких как сбор первичной информации, ее классификация и хранение, распределение между структурными подразделениями органа госуправления и его сотрудниками, подготовку к обработке, обработку (преобразование), представление в визуализированном виде, обеспечение прямых и обратных связей как с исполнителями государственных решений, так и с потребителями государственных слуг.

Общая схема создания дополненной реальности во всех случаях такова: камера компьютерного устройства снимает изображение реального объекта, программное обеспечение проводит сканирование и идентификацию полученного изображения, создает его виртуальную модель и на ее основе с использованием различных датчиков и баз данных – строит визуальное дополнение реального объекта, объединяя реальное изображение объекта с его визуальным дополнением на экране устройства визуализации (смарт-очков, смартфонов и т.д.), ставя в зависимость изменение достраиваемого визуального изображения – цифровой «надстройки» от изменений характеристик физического объекта в режиме реального времени.

В отличие от виртуальной реальности, которая требует полного погружения в виртуальный мир, дополненная реальность использует физическую среду вокруг нас и лишь накладывает поверх него определенную часть виртуальной информации, например графику, звуки и реакцию на прикосновения. Поскольку виртуальный и реальный миры гармонично сосуществуют в цифровом пространстве, пользователи получают возможность воспринимать и взаимодействовать с более информативной версией реальности, в рамках которой виртуальная информация используется как полезный дополнительный инструмент, обеспечивающий поддержку пользователя в его повседневной деятельности.

В настоящее время прогресс в области технологий дополненной реальности нашел свое отражение в коммерческих продуктах - очках и шлемах дополненной реальности, как бинокулярных (Hololens, DAQRISmartGlasses, Meta 2), так и монокулярных (GoogleGlass, Vuzix M3000), оснащенных функциями распознавания голоса и движений пользователя. Более того, практически любой современный смартфон или планшет может стать устройством дополненной реальности, достаточно лишь установить соответствующее приложение, позволяющее распознавать объекты при помощи как QR-маркеров, сгенерированных точек, логотипов, так и с помощью компьютерного зрения и распознавания лиц.

Несмотря на разнообразие представленной коммерческой продукции на рынке устройств дополненной реальности, технологически создание AR на сегодняшний день описывается следующими основными способами:

- дополненная реальность, основанная на маркерах. Иногда ее также называют распознаванием изображений. Этот тип технологии использует камеру мобильного устройства и специальный пассивный визуальный маркер, например QR-код (Quick Response Code - код быстрого отклика), который показывает запрограммированный результат только тогда, когда камера мобильного устройства его считывает. Таким образом, удается выделить виртуальные объекты из реального мира и получить доступ к зашифрованной в QR-коде информации;

- безмаркерная дополненная реальность (координатно- или GPS-ориентированная AR). Чтобы получить данные о местонахождении объекта, она может использовать систему глобального позиционирования (Global Positioning System), цифровой компас, датчик скорости или акселерометр, которыми оснащено компьютерное устройство. Благодаря массовому распространению смартфонов и планшетов эта технология является самой распространенной в сфере AR на данный момент и позволяет с помощью трехмерного картирования создавать виртуальные указатели маршрутов и направлений движения;

- дополненная реальность с использованием проекции: она работает путем проектирования световых проекций на физические поверхности или в формате плазменных 3D-проекций. Специальные приложения помогают осуществлять взаимодействие между пользователем и проекцией, определяя жесты и моменты прикосновения пользователя к той или иной точке световой картинки или плазменной формы;

- дополненная реальность, основанная на визуальной инерциальной одометрии (англ. Visual Inertial Odometry) – это технология, которая помогает отслеживать позицию и ориентироваться в пространстве с помощью сенсоров и камеры. Благодаря этому можно создать точную 3D-модель пространства вокруг устройства, обновлять ее в реальном времени, определять в ней координаты и положение предметов, вставлять дополнительные объекты в интерьер и взаимодействовать с ними, передавать эти данные всем приложениям и накладывать поверх нее дополнительные слои. VIO обещает стать самой перспективной технологией дополненной реальности ближайших лет.

Одним из факторов, обусловивших переход многих государств к изучению возможностей виртуальной и дополненной реальности, стал стремительный рост мирового рынка VR- и AR-технологий в 2019 году на 68,8% относительно предыдущего года, объем которого к началу 2020 года достиг уже 20,4 млрд. долларов во многом благодаря таким компаниям как CemtrexLabs, Apzumi, Cortex, NEXT/NOW, Extality и др. Ожидается, что в ближайшие пять лет объем данного рынка будет увеличиваться на 69,6% ежегодно в основном благодаря корпоративному сектору, доля которого повысится с 64,5% в 2019 году до более чем 80% в 2022 году. Для государства возможность присутствовать на рынке данных технологий – это не только вопрос конкурентоспособности государственного сектора и сферы госуправления, но также и вопрос обеспечения национальной безопасности. В этой связи наиболее развитые государства начинают вкладывать все более серьезные ресурсы в развитие данной технологической ветки виртуальной реальности. С географической точки зрения лидером по затратам в сфере дополненной реальности в 2019 году стали США - страна вложила в это направление около 6,6 млрд. долларов (на уровне правительства даже создана рабочая группа по внедрению VR- и AR-технологий в органах государственной власти). Второе и третье места заняли Китай и Япония с результатами в 6 и 1,76 млрд. долларов соответственно. Вслед расположилась Западная Европа (1,74 млрд. долларов). При этом самые высокие темпы роста расходов на технологии дополненной и виртуальной реальности ожидаются в Канаде (+83,7%), США (+ 77,1%) и Китае (+ 76,2%). Среди отраслей по инвестициям и внедрению AR/VR-технологий лидируют потребительские услуги (1,6 млрд. долларов), розничная торговля (1,56 млрд. долларов) и дискретное производство (1,54 млрд. долларов). Кроме того, в ближайшие пять лет ожидается стремительный рост инвестиций и внедрения AR/VR-технологий в сфере государственного управления (прогнозируемый рост составляет 123,7% в год), на ресурсных рынках (+ 120,9%) и в оптовой торговле (120 9%) ^[3].

Зарубежная практика государственного управления уже сейчас демонстрирует пилотные проекты по адаптации технологий дополненной реальности к целям и задачам управления современным государством:

- взаимодействие граждан с государством при помощи умных личных помощников, таких как Amazon Alexa, Google Assistant, Microsoft Cortana или Facebook Messenger, поддерживающих процесс оказания государственных услуг и работу с опубликованными государственными данными, используя инструментарий устройств и сервисов дополненной реальности и искусственного интеллекта (например, программа правительства США «Emerging Citizen Technology») ^[4]. Граждане получают доступ к просмотру и заполнению цифровых документов с помощью любого мобильного устройства с поддержкой AR. Государственные служащие, в свою очередь, обрабатывают и реагируют на заполненные цифровые документы в AR-среде, приобретая интерактивный опыт работы с гражданами;

- анализ и AR-визуализации больших объемов данных в реальном масштабе и времени: AR-визуализация позволяет проецировать и взаимодействовать с данными в виртуальном пространстве, при этом пользователь получает возможность «заходить» в наборы данных, просматривать и редактировать их в динамичной и реалистичной среде, где чувственные ощущения в течение сеанса использования очков/шлема виртуальной реальности дополняются симулированными ощущениями (например, технологические решения в сфере визуализации данных компании Virtualitics ^[5]);

- профессиональная подготовка и обучение государственных служащих с использованием AR-технологий, направленное на оптимизацию финансовых затрат и стандартизацию образовательных AR-продуктов. Так, в США в структуре исполнительных органов государственной власти и управления от местного до федерального уровня работают более 2,1 миллионов человек. Обучение этого огромного числа сотрудников их многочисленным рабочим обязанностям является одной из самых дорогостоящих и трудоемких задач государственного сектора. AR-приложения, обучающие программы и тренажеры обеспечивают AR-доступ к информационным материалам и виртуальным моделям объектов материальной инфраструктуры, например, зданий и сооружений, промышленного оборудования и др. Интерактивное обучение с поддержкой AR позволяет слушателям виртуально моделировать сценарии развития различных ситуаций и решения проблем, с которыми они могут сталкиваться на рабочем месте ^[6];

- обеспечение кибербезопасности: дополненная реальность может быть реализована как расширенное рабочее пространство сотрудника в сфере кибербезопасности. Технологический стартап ProjectWise уже разработал платформу под названием Immersive Grid ^[7], в рамках которой связанные госданные представлены как здания внутри виртуального города. Размер, высота и форма зданий зависят от кибер-атрибутов данных. Данная платформа выглядит и ощущается как интерактивная 3D-карта, в которой сотрудник подразделения в сфере кибербезопасности исследует город на предмет потенциальных угроз и имеет возможность быстро и надежно их дезактивировать;

- обеспечение общественной безопасности: технологии дополненной реальности в настоящее время применяются для защиты аэропортов различных стран мира, например, КНР или Сингапура ^[8][9], помогая сотрудникам службы безопасности в их работе. Рассмотрим типичный пример обеспечения безопасности с использованием AR. Так, когда пассажир выходит из такси в международном аэропорте, хотя он может этого и не осознавать, он уже находится в центре процесса проверки безопасности, который начался, когда он подъехал к границе аэропорта, и будет продолжаться, пока он не сядет в свой самолет. Камеры, расположенные по всему аэропорту, записывают его поведенческие, жестовые и кинематические характеристики и передают эту информацию в систему управления большими данными. Аналитические алгоритмы в сфере идентификации пассажиров и распознавания угроз позволяют проводить анализ пассажиропотока в целях выявления потенциальных и актуальных угроз, исходящих от конкретного лица. К тому времени, когда пассажир достигает зоны регистрации на рейс, его идентификационные данные и показатели потенциальных угроз высвечиваются на экране очков дополненной реальности сотрудника службы безопасности аэропорта, который может принять решение о необходимости дополнительной проверки данного пассажира;

- визуализация строительных объектов: дополненная реальность может дать пользователям детализированное представление о конечном виде строительных объектов за счет создания трехмерных моделей предполагаемых зданий, парков, общественных пространств и др., возможности совершения по ним виртуальных прогулок. Более того, трехмерные модели объектов позволят более эффективно сочетать архитектурный и природный ландшафты, встраивать необходимую транспортную инфраструктуру, выдерживать архитектурный стиль городской среды и др. ^[10] С применением AR госслужащие смогут представлять свои проекты общественности в режиме реального времени и обмениваться ими со всеми заинтересованными лицами. С помощью любого устройства с поддержкой AR граждане смогут увидеть, как будет выглядеть проект и предложить свои корректировки ^[11][12];

- обслуживание и управление инфраструктурой: имея доступ к компьютерным AR-устройствам, подключенным к данным, собираемым датчиками инфраструктуры, государственные служащие могут получить доступ к информации об объектах инфраструктуры с 3D-визуализацией их реального состояния. Таким образом, госслужащие смогут получать техническую информацию о дорогах, уличных фонарях, водяных колодцах, вышках сотовой связи и др. в режиме реального времени, связываться с профильными государственными ведомствами и подрядчиками для диагностики проблем и их решения;

- планирование транспортной инфраструктуры: с использованием AR-технологий государственные ведомства и их подрядчики смогут объединить свои усилия в целях создания трехмерных моделей транспортной инфраструктуры, отслеживания в режиме реального времени их воздействия на транспортные потоки, проектирования мест транзитных остановок и пересадок, ограничений скорости или предупреждений о заторах. Возможность подключения заказчика и исполнителя к дополненным моделям транспортной инфраструктуры в предполагаемом месте строительства поможет вскрыть многие детали, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными.

Технологии дополненной реальности обладают значительным потенциалом повышения эффективности государственного управления благодаря созданию таких инновационных управленческих механизмов как: цифровой AR-офис по предоставлению госуслуг, цифровые AR-профили граждан и государственных служащих, позволяющие им взаимодействовать между собой, цифровые AR-документы, обеспечивающие юридически значимый документооборот между гражданами, организациями и органами государственной власти в виртуальном пространстве без необходимости физического присутствия гражданина в государственном учреждении или организации и др. Перспективным представляется также создание AR-рабочего места государственного служащего, в рамках которого госслужащие и граждане могут одновременно находиться в виртуальном офисе и иметь возможность взаимодействовать между собой в режиме реального времени. Программное обеспечение, позволяющее создавать AR-рабочие места для офисных служащих, в настоящее время уже создают компании Facebook, Microsoft, стартапы - Meta и Magic Leap, а также компании, не имеющие отношения к Кремниевой долине, такие как Boeing и Bosch ^[13]. Кроме того, они пытаются спроектировать будущие AR-решения, когда виртуальные цифровые офисы станут повседневностью, слова «документы» и «файлы» - архаизмами, а деловые встречи – подобными многопользовательским онлайн-взаимодействиям. При этом в сфере государственного управления процесс буде проходить поэтапно и полное изменение условий труда госслужащего произойдет с течением длительного времени. Но уже на первых порах сама возможность наслаивания виртуальной проекции на реальный мир позволит сделать работу госслужащего быстрее и эффективнее, обучить его безопасным способам работы с информацией за счет индивидуализированного и интерактивного обучения, моделирования опасных ситуаций и решения кейсов, снизить эксплуатационные расходы и затраты на подготовку госслужащих, сократить расходы на командировочные расходы сотрудников, работающих на нескольких объектах за счет AR-участия в совместных онлайн-сессиях.

Подводя итог, следует сказать, что на сегодняшний день мировой рынок технологий дополненной реальности активно развивается, переходя из пространства корпоративных решений в государственный сектор. Российский рынок корпоративных AR-решений (от экспорта информационных технологий до образовательного процесса в высшей школе ^[14][15]) также проходит стадию активного становления, последние 4-5 лет демонстрируя ежегодный рост на 30-60%, что в абсолютном выражении превышает на начало 2020 года 2,5 млрд рублей (с перспективой роста к 2022 году от 9,2 до 18,7 млрд рублей ^[16]). Во многом рост обеспечен таким коммерческими компаниями как Redmadrobot, JetStyle, Addreality, BM Group, Гефест Проекция и др. Российское государство в лице Министерства цифрового развития РФ, осознавая необходимость поддержки развития AR-технологий мирового уровня, приняло в октябре 2019 года Дорожную карту развития технологий виртуальной и дополненной реальности ^[17], затрагивающую, прежде всего, сферу образования и корпоративного обучения, промышленности, строительства и здравоохранения. При этом федеральное правительство в сотрудничестве с рядом российских компаний уже начинает предметно обсуждать возможности различных AR-решений, рассматривая их как эффективный инструмент модернизации государственных информационных систем и автоматизированных рабочих мест государственных/корпоративных служащих. Несмотря на принятые усилия, следует отметить, что дальнейшая адаптация и внедрение AR-технологий в сфере государственного управления сталкивается с рядом неизбежных проблем: высокой стоимостью и сложностью внедрения ^[18]; несовершенством программного обеспечения и существующих компьютерных устройств; недостаточной информированностью лиц принимающих решения; сопротивлением госслужащих различных должностных категорий и госаппарата в целом; высокой уязвимостью в сфере кибербезопасности; несовершенным юридическим инструментарием по защите объектов интеллектуальной собственности ^[19], включая механизмы «мягкого» регулирования ^[20].

You can simply select and copy link from below text field.