Non solo fantascienza: l’AR per l’industria è già realtà (aumentata) - Usi pratici

Parliamo di nuovo di realtà aumentata nella manifattura.

Nello scorso appuntamento abbiamo coperto la definizione di realtà aumentata, i diversi tipi di AR, e i dispositivi su cui si può utilizzare questa tecnologia; oggi entriamo nel concreto, affrontando i suoi possibili (e già reali!) usi da parte delle aziende nel mondo dell'industria e della manifattura.

Grazie al progresso della tecnologia dell'informazione, la produzione digitale è diventata una pratica comune in tutto il mondo.

I sistemi di produzione integrati ai computer hanno eliminato gli errori di gestione dei dati, mentre la simulazione al computer mediante strumenti di modellazione CAD e analisi degli elementi finiti ha aiutato gli ingegneri di produzione a prendere decisioni più rapidamente e senza errori.

Negli ultimi trent'anni, la tecnologia della realtà aumentata è maturata e si è dimostrata uno strumento innovativo ed efficace per affrontare alcuni dei problemi critici per simulare, guidare e migliorare i processi di produzione prima che vengano lanciati. Attività come la progettazione, la pianificazione, la lavorazione, ecc., possono ora essere eseguite fin dalla prima volta senza la necessità di successive modifiche. L'AR è un nuovo strumento di interazione uomo-computer che sovrappone le informazioni digitali sulla scena reale; combinata alle capacità e alle competenze umane, fornisce nuovi strumenti rivoluzionari per migliorare l’efficienza e ridurre gli sprechi delle attività produttive.

Molti ricercatori nelle industrie manifatturiere, negli istituti accademici e nelle università hanno esplorato l'uso della tecnologia AR per affrontare alcuni problemi complessi nella produzione. Una simulazione efficace prima di un'operazione effettiva garantirà che possa essere eseguita correttamente la prima volta, eliminando molte prove e rilavorazioni, risparmiando materiali, energia e manodopera. Il progresso nelle tecnologie informatiche e di produzione ha fornito interfacce adeguate per consentire agli utenti di interagire direttamente con le informazioni associate ai processi di produzione, e l'AR può ora dare agli utenti un modo ancora più intuitivo per svolgere queste operazioni. Consente inoltre agli operatori di utilizzare le proprie capacità di elaborazione spaziale naturale per ottenere un senso di presenza nel mondo reale con informazioni virtuali.

La ricerca sull’AR applicata alla manifattura è sicuramente un'area forte e in crescita, ed è avanzata molto negli ultimi dieci anni grazie ai progressi fatti sia in campo hardware che software. L'hardware è diventato considerevolmente più piccolo e più potente, mentre sono stati sviluppati molti algoritmi efficienti e robusti per consentire una risposta più rapida e una maggiore precisione nel tracciamento e nella registrazione.

1. CAD

L'AR è ampiamente utilizzato nelle applicazioni CAD per visualizzare i progetti concettuali digitalmente, così come devono essere visualizzati nel mondo reale.

Questo consente all'utente di testare vari prototipi di un oggetto prima che venga costruito. 

Con l'uso di AR in CAD, un utente può visualizzare il proprio progetto in scala reale e nell'ambiente di interesse, il che significa che i clienti possono vedere una visuale esatta di un concetto di prodotto/componente e simularlo nell'ambiente reale. 

Inoltre, l’AR può essere utilizzata in connessione con una varietà di configurazioni per presentare più varianti di prodotto ai clienti.

2. IoT/Gestione dell’impianto

I macchinari all’interno di una fabbrica producono un’enorme quantità di dati.

Grazie alla realtà aumentata è possibile accedere a questi dati a colpo d’occhio utilizzando dispositivi come tablet e smartglasses e un’apposita applicazione collegata al sistema.

Con una semplice occhiata e qualche tap, il personale tecnico può sapere, ad esempio, quanti pezzi sono stati prodotti nell’ultima giornata, la temperatura del macchinario, la data dell’ultima manutenzione, ecc.

3. Manutenzione e assistenza remota

La realtà aumentata è stata adottata per facilitare i processi di manutenzione da varie aziende manifatturiere e ingegneristiche. L'uso della tecnologia AR nella manutenzione consente alle procedure chiave di essere direttamente sotto gli occhi dei tecnici che eseguono le riparazioni, facilitandone considerevolmente lo svolgimento. L'AR viene utilizzata sotto forma di app in cui il software può essere integrato su un dispositivo mobile come smartphone o tablet e su smartglasses. I tecnici ricevono istruzioni sequenziali per eseguire attività di assistenza e manutenzione sui macchinari. 

4. Formazione

L'AR insegna ai nuovi tecnici come eseguire correttamente le attività di assemblaggio e manutenzione, aiutandoli ad apprendere la procedura più velocemente e senza errori.

Questo può avvenire ad esempio con un’animazione che mostra, in AR, i diversi passaggi passo passo sopra all’impianto o ai pezzi, portando l’operatore a seguire le istruzioni in tempo reale.

Un altro approccio è quello della procedura guidata in remoto tramite videochiamata in AR, in cui un tecnico esperto in remoto mostra i diversi passaggi all’operatore sul campo con una sovrapposizione delle sue mani all’impianto o al pezzo, o con disegni e note, oltre che con istruzioni vocali.

5. Controllo qualità

L’AR può rivoluzionare i processi di controllo qualità usando la superimposition AR: usando un modello 3D di un componente, è possibile non solo fare una comparazione con il pezzo fisico prodotto, ma anche utilizzare quel modello 3D per aggiungere annotazioni digitali sui difetti nei punti esatti in cui si trovano nella realtà.

Un altro utilizzo dell’AR può nascere dall’unione con l’intelligenza artificiale. Allenando un algoritmo al riconoscimento dei danni e dei difetti è possibile creare un sistema automatico di segnalazione sulla linea produttiva, con un output video in AR che mostra al personale tecnico dove si trova l’irregolarità.

La realtà aumentata trova nuove applicazioni quasi ogni giorno. La sua capacità di essere intuitiva per l'utente e la relativa facilità di implementazione hanno superato la realtà virtuale, che è stata una delle tecnologie con impatti più notevoli a partire dalla fine degli anni '90.

Esistono molteplici applicazioni AR che funzionano perfettamente su comuni dispositivi mobili anche di fascia bassa. Dall’AR marker-based a quella markerless, l'AR mobile e outdoor è ormai estremamente popolare (basti pensare a Pokemon GO).

L'AR nella manifattura è percepita come relativamente nuova rispetto alle applicazioni social e di intrattenimento, nonostante il termine stesso augmented reality sia stato usato per la prima volta nel 1990 proprio per descrivere un progetto industriale (Augmented Reality: An Application of Heads-Up Display Technology to Manual Manufacturing Processes - Thomas P. Caudell e David W. Mizell). Questa percezione è dovuta principalmente alla mancanza di commercializzazione - fino a tempi recenti - delle soluzioni di AR per l’industria, rimaste per decenni in università e centri di ricerca per essere affinate e perfezionate.

Ora la realtà aumentata è più che pronta per il mondo della manifattura e stiamo assistendo al momento del cambiamento, alla crescita e alla diffusione dell’Industria 4.0 come nuovo standard. In questo sistema produttivo basato sulle tecnologie digitali, la realtà aumentata è destinata a diventare protagonista, e chi non si adatterà al nuovo mondo verrà, inevitabilmente, lasciato indietro.