Импортозамещение по-русски. AR-очки

Меня зовут Илья Зеленский. Ранее я уже публиковал статью о том, как потратил более 10 лет на разработки AR очков в России. Помните басню Крылова "мартышка и очки"? Смысл басни был, как важно владеть знаниями и правильно применять их. Поэтому я хочу поделиться своим опытом запуска действительно сложного продукта.

Сегодня я хочу на своём примере показать этапы производства конструктора школьных очков дополненной реальности в России.

Зачем я вообще взялся за этот проект? По двум причинам:

1) Школам и вузам нужен недорогой инструмент для обучения программированию дополненной реальности и нейронным сетям.

Когда ты наглядно видишь результат, это вдохновляет. Не важно, это твоё первое приложение для глухонемых или же переводчик на ChatGPT.

2) Я хотел дать возможность другим воплотить в жизнь свои идеи.

Конструктор - это возможность быстро собрать свой MVP проект и проверить идею.

Ноябрь 2022 года

Закупка и производство

Мы получили грант в 1 млн руб от Московского кластера на пилот конструктора школьных AR очков на площадке МГПУ. На тот момент у меня был собран грубый вариант оптики и за основу взяты старые прототипы.

Студенты должны были научиться программировать под AR и освоить инженерные программы (чтобы изменять корпус очков).

Деньги гранта закончились уже через 2 недели. Они ушли на изготовление форм для литья оптики и закупку нескольких дисплеев.

Декабрь - январь 2022/2023

Китайцы

Я получаю линзы и с ужасом вижу, что они вырезаны под левый глаз (в задании было для правового) и неправильное напыление оптики. Напыление исправляли в МГУ.

Вторая проблема возникла с дисплеями. Поставщик 2,5 месяца кормил обещаниями: то всё заболели, то задержки, то проверяют. В итоге удалось вернуть деньги и раскидать заказ у других поставщиков. В целом потерял на этом 3-4 месяца.

Январь-февраль. 2023

Оптический модуль

На проектирование модуля оптики ушло ещё 2 месяца. Так как надо было придумать механику регулирования под разное зрение, калибровки оптики и тд

Март. Проектирование корпуса.

На дворе был март. Пилот должен был стартовать с 1 февраля.

Сделать универсальный и простой корпус, где даже школьник сможет его изменять, гораздо сложнее проектирования красивых очков.

Декабрь-сентябрь. 2022/2023.

Электроника.

Электронику мы начали делать в декабре 2022. Пришлось несколько раз переделывать, прежде чем плату можно было выпускать промышленным тиражом. В первый раз ошибка была с нашей стороны, во второй раз китайцев (перевернули чип). Полностью рабочий варианты был в сентябре 2023.

Но между этапами были паузы из-за моих финансов. В месяц я мог выделить из своего кармана на проект 100-200 тыс руб, иногда 300 (грант закончился через 2 недели). Так что в реальности на электронику ушло 3-4 месяца: от идеи до получения промышленной платы.

Апрель-июль. 2023

Изготовление корпусов

Пришло время изготавливать корпуса.

1) Производство формы для литья из алюминия стоит порядка 5-10 тыс $

2) В начале проекта, вы будете часто изменять форму корпуса, поэтому изготовление промышленной формы для литья - это 100% выброс денег в трубу

Так как я считал каждую копейку, поэтому решил самостоятельно лить корпус.

На эксперименты ушло несколько месяцев. Отлить не проблема, но детали имеют брак (камера и давление не всегда спасает от пузырей воздуха у мелких сложных деталей) или шлак(лишний пластик на стыках двух форм, который надо удалять вручную). В итоге удалось отработать методику литья. Материал корпуса выходил по цене 200 руб. Но з/п наёмного работника, который будет лить корпус, увеличивает цену одного комплекта корпуса до 1,8-2 тыс руб.

Аутсорсинг литья в силикон за один комплект корпуса:

1) Китай 8-9 тыс руб

2) России 14-24 тыс руб

Поэтому оставался вариант самостоятельного изготовления. Иначе цена за очки улетала в космос.

В итоге первые корпуса я решил печатать на фотополимерном принтере. Скажу сразу, это подходит для красивых фото, но не в реальном продукте. Смола слишком хрупкая, гибкая и тяжелее пластика. Очки легко ломаются и больше весят.

Июль-август 2023

Кабели

Шлейфы мы не стали использовать, чтобы у студентов была возможность изменять расположение модулей под свои очки. Со шлейфами такое не пройдёт. Студент или школьник не сможет спаять или изготовить свой шлейф.

Китайцы не хотели делать кабели из-за их малого кол-ва.

Я сам сёл за изготовление кабелей. Мне надо было увидеть всё проблемы. Рассчитать время изготовления каждого кабеля.

Не каждые провода подходили, а надо было сделать компактно. В итоге пришлось обжимать кабели вручную (даже специальные инструменты мало помогали). Это приводило к куче брака. Сейчас я нашёл китайцев, кто изготовил кабели нужной длины, но на это ушло полгода.

Август. 2023

Упаковка

Думаете всё? Нет, упаковка тоже большая головная боль. Под очки нужна своя, а её изготовление стоит дорого. Резка поролона, склейка, коробки, мелочевка. Аутсорсинг их изготовления сильно увеличивал бы конечную стоимость. Поэтому пришлось изготавливать самостоятельно. Лазерная резка, специальная склейка и тд.

Так же изготовил клише логотипа для горячего тиснения. К сожалению не удалось его поставить на коробки. Пробовал температуры от 80 до 250 градусов и разную фольгу для горячего тиснения. К бумаге липнет, к картонным коробкам нет.

В реальности, задач было больше. Например, колесо регулировки под разное зрение. Я перепробовал множество материалов. В итоге лучшим решением была резка ABS пластин. Изготовление на заказ увеличивало стоимость продукта.

Первые продажи

В августе мы изготовили первые 5 наборов. Один отдали в рамках пилота, один разработчикам, один методисту и продали 2 шт. по цене 40 тыс за комплект. Задача была получить обратную связь.

Я рад,что каждый этап мы изготавливали сами. Это позволило дать конкурентную цену при мелкой серии. Оценить временные затраты, возможные сложности и проблемы на каждом этапе производства.

Софт

Команда разработчиков не сделала вовремя софт, поэтому я сам сёл за его разработку и написал на python пару десятков примеров: жесты, распознавание, переводчики и т.д. Таким образом, на базе очков можно не только учиться программированию под AR и проектированию в CAD, но и наглядно изучать Python.

Первые отзывы

Общение с первыми пользователями, позволило улучшить очки. Изменения касались корпуса. Смола не выдерживала и очки быстро рассыпались. Так же просили изменить носовик и улучшить внешний вид.

Доработки

Поэтому я снова засел над улучшениями. Сначала мы доработали корпус. Сделали подвижную камеру, чтобы отслеживать руки или объекты спереди. Улучшили эргономику очков. Вернулись к литью из пластика.

Сентябрь-ноябрь 2023

Новая оптика

В сентябре я сёл за новый модуль оптики, который увеличивал угол обзора. Как итог, мы сделали 3-и улучшенные модели оптики для разных дисплеев. Мы заменили подстройку под зрение колесом на электронику через кнопки.

Была полностью отработана техника самостоятельного литья необходимой оптики. Это позволило снизить первичные затраты на 1,5-2 млн руб. (Изготовление форм для литья асферических линз в Китае)

Сейчас готовлю сборку 3ех вариантов конструктора очков. С разными оптическими модулями.

Исходя из проделанных работ, я пришёл к выводу, что корпуса надо лить в пресс формы под давлением промышленным способом. А это ещё 500-800 тыс руб. Так как литье в ручную, слишком затратно (много мелких деталей и стенки в разных местах имеют толщину 0,5 мм ради уменьшения веса и компактности). Поэтому эту часть отдам на промышленное производство. Всё ради снижения себестоимости, и значит конечной цены. Ведь надо конкурировать с Китаем. А делать оверпрайс за говно я не хочу. Цель - доступный конструктор для образования.

Так же, ещё предстоит оплатить сертификацию. Чтобы продукт могли официально закупать вузы и школы.

2024 год

Наши дни

- мы разработали корпус для новой оптики

- работаем над новой электроникой для отслеживания глаза и положения в пространстве

- делаем версию очков на два глаза

Для чего нужен данный конструктор?

- прежде всего это обучение. Тем кто хочет научиться программированию (особенно нейронные сети) и проектированию. Где можно в живую увидеть результат своего обучения

- это быстрый старт в погружение в тему дополненной реальности. Сегодня Apple, Google и другие гиганты делают свои AR очки. Поэтому данный опыт разработки будет востребован. А низкая стоимость комплекта за 40 тыс рублей, позволяет облегчить вход в эту область.

- это использование в своих проектах. Кто то мечтал сделать свои AR очки для медиков, кто то для промышленности, кто то для умного дома. Данный конструктор это возможность быстро разработать и попробовать свой прототип. Не тратя годы и кучу денег на разработку.

Какие характеристики?

- разрешение 800х600 , OLED (до 1920х1200)

- угол обзора 30 градусов (до 52 градусов)

- подключение к компьютеру, ноутбуку, Rassbery pi и другим одноплатникам. Можно через переходник type-c подключить к телефону.

- микрофон

- аудио через наушники

- качественная камера с высоким разрешением и углом обзора 72 градуса

- модульность. Можно подключить другую камеру, заменить микрофон или аудио

- батарея 800mAh. Хотя некоторые предпочитаю убрать её и питать плату по usb.

- вес 80 грамм

- исходники корпуса

- примеры на Python

Постскриптум

Это далеко не всё проблемы, с которыми я столкнулся при производстве. Если кому-то интересно увидеть весь ход работ, то можно зайти в телеграмм и отмотать историю до ноября 2022 года (или даже раньше) до наших дней. Там я выкладывал каждый шаг этих работ.

Сейчас я готовлю сборку нескольких очков. Чтобы:

- сделать маркетинговые материалы и запустить предпродажи (с ожиданием товара 3 месяца, столько нужно, чтобы произвести формы для литья и отлить корпуса).

- заменить первые модели конструктора очков тем, кто купил первые наборы и тем самым поддержал их развитие.

- представить их на китайском рынке, так как Китайцы заинтересовались производством в Китае для своих школ и вузов.

- перенести их с дисплеев Sony на дисплеи BOE. Так как последние тоже заинтересовались продуктом и предложили неплохие цены при партии от 1000 шт. BOE это китайский производитель, поэтому с ними будет работать спокойнее, если Sony перекроет поставки.