Augmented Reality

Un altro importante pilastro tecnologico del paradigma industriale emergente è rappresentato, senza dubbio, dalla Realtà Aumentata (AR). Nonostante le origini del termine AR possono essere fatte risalire alla seconda metà degli anni ‘60 del secolo scorso, frutto degli studi visionari svolti da Ivan Sutherland, le prime sporadiche applicazioni di tale rivoluzionaria tecnologia risalgono solo all’inizio degli anni ’90, realizzate tramite un dispositivo utilizzato per aumentare il campo visivo di un operatore attraverso informazioni relative al compito che stava svolgendo82. Per molti anni le

82 _{Fraga-Lamas, P., Fernández-Caramés, T. M., Blanco-Novoa, Ó., & Vilar-Montesinos, M. A. (2018). A}

Review on Industrial Augmented Reality Systems for the Industry 4.0 Shipyard. IEEE Access, 6, 13358- 13375.

limitazioni tecnologiche hanno ostacolato l’utilizzo e la diffusione della realtà aumentata. Inizialmente, infatti, l’AR veniva utilizzata principalmente nel campo cinematografico ed in quello dell’intrattenimento83 _{e solo negli ultimi anni si è assistito, sotto la guida di} importanti progetti di ricerca84 e la spinta dei noti progressi tecnologici, alla possibilità di impiegare e diffondere tale tecnologia anche in ambito industriale.

Mentre le tecnologie inerenti alla realtà virtuale (VR) immergono pienamente l’utente all’interno di un ambiente virtuale, negando ad esso la possibilità di vedere il mondo reale che lo circonda, le tecnologie della realtà aumentata permettono all’utente di percepire il mondo reale integrato con il mondo virtuale, modificando il primo mediante la sovrapposizione o la composizione di oggetti virtuali. Gli oggetti virtuali e reali risultano quindi coesistere nello stesso spazio idealmente, dato che la tecnologia AR integra la realtà piuttosto che sostituirla completamente85. La realtà aumentata, dunque, non è altro che tutto ciò che permette la combinazione della realtà, già percepita dall’utente, elaborata digitalmente con l’aggiunta digitale di oggetti ed informazioni nella stessa. Ma come si realizza questo processo di integrazione tra mondo reale e mondo virtuale, cioè come è possibile aggiungere nuovi elementi digitali in un determinato ambiente reale? Innanzitutto il primo step è rappresentato dalla cattura della scena in tempo reale tramite l’utilizzo ad esempio di una semplicissima webcam o occhiali dotati di telecamera. Il secondo passaggio riguarda il riconoscimento della scena che viene scansionata mediante un modello 3D, che delinea il punto di partenza per la terza fase ovvero la processione della scena dove oggetti 3D ed immagini 2D vengono trasformati, inseriti e visualizzati. Per concludere abbiamo la visualizzazione della nuova scena, completa degli oggetti precedentemente aggiunti, su monitor o qualsiasi altro strumento in grado di proiettarla86 come rappresentato in Fig. 6. Gli elementi essenziali che compongono un sistema AR e che permettono di realizzare un percorso simile a quello descritto precedentemente sono: un dispositivo per acquisire immagini (es. fotocamera o sensore di profondità), un display

83 _{Paelke, V. (2014, September). Augmented reality in the smart factory: Supporting workers in an industry}

4.0. environment. In Emerging Technology and Factory Automation (ETFA), 2014 IEEE (pp. 1-4). IEEE. Azuma, R. T. (1997). A survey of augmented reality. Presence: Teleoperators & Virtual Environments, 6(4), 355-385.

84 _{Il progetto ARTESAS (Advanced Augmented Reality Technologies for Industrial Service Applications),}

ad esempio, rappresenta un importante progetto lanciato al fine di sviluppare la tecnologia AR per la manutenzione automotive e aereospaziale (Fraga-Lamas et altri, 2018).

85 _{Azuma, R. T. (1997). A survey of augmented reality. Presence: Teleoperators & Virtual Environments,}

6(4), 355-385.

86 _{Hořejší, P. (2015). Augmented reality system for virtual training of parts assembly. Procedia Engineering,}

su cui proiettare le informazioni virtuali inerenti alle immagini acquisite tramite il mezzo di cattura, un unità di elaborazione in grado di emettere le informazioni virtuali da proiettare e elementi di attivazione che portano alla visualizzazione delle informazioni virtuali87.

FIGURA 6: PRINCIPIO DI VISUALIZZAZIONE DELLA REALTÀ AUMENTATA. FONTE: HOŘEJŠÍ,P.(2015). V&BAUGMENTED REALITY APP.

A seguito dei notevoli progressi mostrati nel campo dell’informatica, dell’elettronica, dei sensori, della rete e della robotica, le tecnologie AR, supportate da tecnologie rivoluzionarie come l’IoT e strumenti innovativi da cui trarre importanti benefici nonostante siano ancora presenti determinate limitazioni, consentono di sviluppare applicazioni avanzate in svariati ambiti industriali:

 Nelle fabbriche ovvero nei processi produttivi, nella pianificazione e nella guida all’assemblaggio di impianti e macchinari (es. per il posizionamento di bracci robotici digitali 3D), nella progettazione del prodotto e delle sue stesse componenti con una significativa riduzione dei costi e dei tempi impiegati in tali attività e un incremento nell’efficiente utilizzo delle risorse. Tuttavia, nonostante gli enormi benefici appena delineati, permangano problemi di fondo causati dall’esigenza di disporre di potenti e costosi strumenti, in grado di integrare il mondo reale con il mondo virtuale, e di una stretta collaborazione uomo-macchina

87 _{Fraga-Lamas, P., Fernández-Caramés, T. M., Blanco-Novoa, Ó., & Vilar-Montesinos, M. A. (2018). A}

Review on Industrial Augmented Reality Systems for the Industry 4.0 Shipyard. IEEE Access, 6, 13358- 13375.

difficile da realizzare nell’immediato essendo legata alla necessita di avere determinate competenze e risorse, non disponibili per qualsiasi impresa88_.

 Nell’assistenza ai lavoratori nelle attività di manutenzione, riparazione e controllo. Ad esempio, tramite dispositivi mobili interattivi i lavoratori possono ricevere istruzioni per la riparazione in tempo reale inquadrando le parti del macchinario o dell’impianto che necessitano dell’intervento89_{. Sebbene tutto} questo comporti un riduzione dei costi e un immediata individuazione del problema, gli operatori devono trovarsi nel luogo esatto in cui svolgono il loro intervento correttivo e essere in grado di codificare le informazioni provenienti dal dispositivo.

 Nell’assistenza alla gestione del magazzino mediante l’individuazione, il collocamento e la selezione di componenti o prodotti presenti nello stesso. Un esempio è rappresentato dal Pick-By-Vision90, progetto innovativo lanciato da società come SAP, Knapp e Ubimax. Tale concetto prevede che il magazziniere, indossando occhiali speciali, sia in grado di ricevere e svolgere i propri compiti guidato all’interno dello stesso magazzino. Strumenti di questo tipo permettono spostamenti ed operazioni di allestimento dell’ordine più rapide e precise.

 Nel processo di addestramento e formazione attraverso la fornitura di una serie di istruzioni per compiti specifici attraverso tablet o computer. Ad esempio Siemens ha sviluppato un modulo di addestramento virtuale per l’operatore di un impianto al fine di gestire le emergenze tramite il suo software “Comos”91_{, dotando il} tecnico di occhiali a realtà aumentata attraverso cui poter interagire con le macchine. Lo stesso esercito italiano, che da poco ha lanciato il programma esercito 4.0 grazie allo sviluppo delle nuove tecnologie militari, è in grado di fornire al singolo soldato una visione più ampia del campo di battaglia con la possibilità di ricevere ordini in tempo reale dalla propria base di comando e di

88 _{Paelke, V. (2014, September). Augmented reality in the smart factory: Supporting workers in an industry}

4.0. environment. In Emerging Technology and Factory Automation (ETFA), 2014 IEEE (pp. 1-4). IEEE.

89 _{Rüßmann, M., Lorenz, M., Gerbert, P., Waldner, M., Justus, J., Engel, P., & Harnisch, M. (2015).}

Industry 4.0: The future of productivity and growth in manufacturing industries. Boston Consulting Group, 9.

90 _{Hořejší, P. (2015). Augmented reality system for virtual training of parts assembly. Procedia Engineering,}

100, 699-706.

91 _{Rüßmann, M., Lorenz, M., Gerbert, P., Waldner, M., Justus, J., Engel, P., & Harnisch, M. (2015).}

Industry 4.0: The future of productivity and growth in manufacturing industries. Boston Consulting Group, 9.

collegarsi alla strumentazione avanzata dei mezzi bellici, quali carro-armati, aerei e mezzi navali.

 Nel marketing e nelle vendite. Ad esempio permette l’utilizzo di appositi software impiegati al fine di garantire al cliente la progettazione personalizzata del prodotto aumentandone così l’esperienza di acquisto.

 Nella logistica permettendo una riduzione dei costi e un risparmio di tempo come dimostra l’applicazione, proposta dalla DHL92_{, di un sistema in grado di aiutare il} guidatore nella consegna del prodotto al cliente, riportando ed evidenziando gli articoli sullo stesso percorso di consegna.