Non solo fantascienza: l’AR per l’industria è già realtà (aumentata) - Tipi di AR e device

Videogiochi, occhiali intelligenti, contenuti che saltano fuori dalle pagine delle riviste, quadri che prendono vita. Si chiama realtà aumentata, ed è una tecnologia che utilizza gli schermi dei dispositivi mobili e dei dispositivi wearable per aggiungere informazioni a ciò che vediamo. Le possibilità applicative sono pressoché infinite: dall’automotive all’edutainment (educazione + entertainment, divertimento educativo), dallo smart packaging all’Industria 4.0, coprendo un’infinità di settori ed utilizzi.

Ma cos'è esattamente la Realtà Aumentata?

La Realtà Aumentata, o AR, può essere definita come

"un'immagine o un ambiente migliorato, visualizzato su uno schermo o su un altro display, prodotto sovrapponendo immagini, suoni, o altri dati digitali, al mondo reale"

Quindi sulle camere di app social come Snapchat o Instagram, ad esempio, l'AR entra in gioco quando si aggiunge un filtro a un'immagine tramite il riconoscimento facciale.

La tecnologia AR è diventata così popolare nel corso di pochi anni che sta iniziando a fare la sua comparsa in vari ambienti di lavoro professionali come l'istruzione, la medicina, e l'ingegneria meccanica.

MARKER-BASED AR

È legata a uno specifico marker fisico - tipicamente bidimensionale - posizionato in un ambiente reale su cui vengono sovrapposti contenuti digitali, come oggetti 3D, testi, video, link, tracce audio, ecc.

È uno dei tipi di AR più conosciuti ed usati.

Il sistema di riconoscimento delle immagini AR basato su marker è costituito da diversi moduli come fotocamera, acquisizione di immagini, elaborazione delle immagini, rendering e tracciamento dei marker. È facile e conveniente da implementare tramite app personalizzate per riconoscere modelli specifici utilizzando il feed della fotocamera.

MARKERLESS AR

Si riferisce alle applicazioni software che non richiedono il riconoscimento di un preciso punto di riferimento fisico per la visualizzazione dei contenuti in AR.

La realtà aumentata senza marker colloca oggetti 3D virtuali nell'ambiente esaminandone le caratteristiche in tempo reale. Si basa sull'hardware di qualsiasi smartphone, inclusi fotocamera, GPS, bussola digitale e accelerometro affinché il software AR possa completare il lavoro in modo efficiente. Non è necessario un sistema speciale di tracciamento degli oggetti, grazie all'avanzamento tecnologico di fotocamere, sensori e algoritmi di intelligenza artificiale.

Unisce i dati digitali con l'input dei dati in tempo reale registrati in uno spazio fisico, come superfici piane e posizione geografica.

La realtà aumentata markerless vede un utilizzo costante nel mondo dei social media - i già citati Snapchat ed Instagram, oltre al più giovane TikTok - dove "l'ambiente" è il viso dell’utente e "l'oggetto 3D virtuale" è il filtro.

Tra le diverse categorie di AR senza marker troviamo:

SLAM AR

La tecnologia SLAM - Simultaneous Localisation And Mapping (localizzazione e mappatura simultanea) scansiona l'ambiente e crea mappe appropriate per posizionare gli oggetti 3D virtuali su delle superfici, ancorandoli nel mondo reale e permettendo agli utenti di trattarli quasi come se fossero oggetti reali, camminandogli attorno, osservando dettagli a distanza ravvicinata, ecc.

Nell’industria questa tecnologia è spesso utilizzata assieme ad applicazioni CAD, per supportare la fase di design e prototipazione.

Location-based AR

Lega la realtà aumentata ad un luogo specifico leggendo i dati in tempo reale dalla fotocamera di uno smartphone, dal GPS, dalla bussola digitale e dall'accelerometro. L'AR basato sulla posizione non richiede alcun segnale da un'immagine o da un oggetto in quanto solitamente richiede solo il permesso dell’utente come trigger per accoppiare i dati in tempo reale con la posizione attuale. Consente inoltre agli sviluppatori di allegare contenuti digitali interattivi e utili a punti di interesse geografici.

Questo tipo di soluzione è vantaggiosa per i viaggiatori, in quanto può dare loro informazioni aggiuntive ed interessanti su luoghi specifici attraverso oggetti 3D virtuali, video, testi, collegamenti e tracce audio.

Superimposition AR

Viene utilizzato per la sostituzione parziale o totale della vista originale di un oggetto con una vista aumentata di quell’oggetto, usando solitamente un modello 3D dello stesso ma non solo.

La sovrapposizione AR fornisce più viste di un oggetto target con l'opzione di mostrare informazioni extra rilevanti su quell'oggetto.

SMARTPHONE

Trattandosi di dispositivi ormai alla portata di tutti, gli smartphone sono il device che vede il maggior utilizzo di software AR nella vita di tutti i giorni. I vantaggi dell'utilizzo di dispositivi hand-held (HHD - hand held devices) in generale sono abbastanza evidenti in quanto la fotocamera ad alta risoluzione, il touch screen, il giroscopio, ecc. sono già stati incorporati in questi dispositivi mobili. Gli smartphone in particolare, però non sono la prima scelta quando si tratta di applicazioni industriali e di uso sul campo, in quanto il piccolo schermo non permette di avere una visione abbastanza ampia dei dati richiesti, e in alcune situazioni le dimensioni e la fragilità del dispositivo ne rendono difficile se non impossibile l’uso utilizzando guanti protettivi.

TABLET

I tablet più usati nell’industria sono quelli di tipo rugged, progettati per funzionare a temperature estreme e altre condizioni difficili, e per resistere a cadute, urti e vibrazioni. All’interno, questi tablet hanno un disco rigido a stato solido e nessuna parte mobile. Questo fattore, unito all’ampio schermo comune a tutti i tipi di tablet, li rende più adatti all’AR industriale rispetto agli smartphone.

HEADSET/SMARTGLASSES

Gli smartglasses/i visori (HMD - head mounted display) sono stati una scelta popolare per i primi sviluppi dei software AR, poiché il display a livello degli occhi facilita la percezione diretta della scena AR combinata. Sono stati così popolari, infatti, che l’immaginario dell’AR è legato a questi dispositivi più che agli smartphone, nonostante la maggior parte dei software AR ad oggi vengano usati proprio su questi ultimi. I visori, tuttavia, ad oggi sono ancora per la maggior parte scomodi ed ingombranti e possono causare mal di testa e vertigini, soprattutto dopo un uso prolungato.

Qui trovate la seconda parte di questo articolo, in cui esponiamo esempi pratici dell'utilizzo della realtà aumentata nel mondo della manifattura, fornendo anche la nostra opinione sullo stato dell'arte di questa tecnologia in ambito produttivo.

Alla prossima!