3. ANALISI E FORMALIZZAZIONE DELLE PROCEDURE DI
ADDESTRAMENTO NELLA CONDUZIONE DI UN ROBOT INDUSTRIALE
3.1 Esigenze di addestramento
Come già visto nei capitoli precedenti il processo di addestramento riveste, per una serie di motivi, un ruolo importante all’interno di una realtà aziendale. Partendo quindi dalla sempre più crescente necessità, da parte delle aziende, di fornire un addestramento rapido ed efficace abbiamo valutato la possibilità di utilizzare la tecnologia AR nel settore della conduzione dei robot industriali. Per fare ciò abbiamo analizzato il caso della cella robotizzata disponibile presso la Sezione della Produzione del Dipartimento di Ingegneria Meccanica Nucleare e della Produzione ed in particolare del robot SCARA in essa alloggiato. In questo contesto, come in molte aziende, la formazione del personale inesperto avviene con le seguenti modalità:
• Viene fornito al tecnico il manuale del robot che questi deve imparare a condurre.
• Segue una dimostrazione delle operazioni che l’operaio deve compiere una volta addestrato;
• Successivamente il tecnico è affiancato nello svolgimento delle proprie mansioni da un tutor che non può quindi dedicarsi completamente a quelle che sono le sue consuetudinarie attività. Si può quindi concludere che per la formazione di base degli operatori è necessario un periodo temporale di circa due settimane ed un investimento di risorse, soprattutto umane, considerevole. L’esigenza di una maggior efficienza del sistema ha portato a valutare metodi di formazione alternativi.
3.1.1 Linee guida per la formazione del personale all’utilizzo della cella robotizzata
Con questo lavoro di tesi è stato redatto un documento, riportato in Appendice A, che traccia le linee guida da seguire in futuro per la fase di formazione di personale da avviare alla conduzione del robot. In questa capitolo si ritiene opportuno riportare quelli che sono gli aspetti salienti di tale procedimento.
Il documento realizzato riporta la minima formazione che deve essere data ai futuri operatori della cella robotizzata, al fine di sviluppare una capacità di base per operare su di essa e di dare le necessarie conoscenze per un suo uso appropriato. La linee guida fornite presumono che gli addestrandi non abbiano una precedente esperienza pratica nella conduzione di robot industriali. Per quanto concerne la scelta dei futuri operatori si deve tener conto di alcuni aspetti generali come l’efficienza fisica per quanto riguarda vista ed udito, l’assenza di disturbi e infermità inabilitanti. Da un punto di vista psicologico deve inoltre essere valutata la capacità di prendere decisioni sotto stato
di tensione, l’equilibrio mentale ed il senso di responsabilità dell’addestrando. Gli obiettivi della formazione consistono nel:
- fornire la conoscenza delle azioni applicabili al robot ed al loro ambiente per metterli in servizio, fuori servizio ed utilizzarli in assoluta sicurezza;
- fornire la conoscenza dell’attrezzatura e della tecnica sufficiente affinché l’operatore esegua i suoi compiti efficacemente e senza pericolo per se e per gli altri e sia in grado di effettuare operazioni normali e di emergenza;
- fornire la conoscenza tecnica dei robot industriali, delle loro caratteristiche, dei meccanismi e dei dispositivi di sicurezza, sufficienti per guidare diversi robot industriali dello stesso tipo, identificare i difetti e compiere i controlli giornalieri;
- acquisizione delle abilità d’utilizzo ottimale dei dispositivi di comando e della strumentazione.
La durata ed il contenuto della formazione devono essere sufficienti per il raggiungimento degli obiettivi. L’addestramento deve essere essenzialmente diretto verso l’aspetto pratico della conduzione e la conoscenza teorica dovrà essere controllata attraverso le attitudini operative. La fase di addestramento pratico sviluppata con il robot deve essere svolta con un singolo addestrando per volta. Il processo di formazione deve essere intervallato da prove pratiche e teoriche predisposte per controllare se gli obiettivi sono stati raggiunti. Il programma di formazione deve essere suddiviso in due fasi, la prima, costituita dalla fase teorica, è indirizzata alla trasmissione delle conoscenze necessarie e può essere affrontata in aula, la seconda, rappresentata dalle fase pratica, deve trasmettere le abilità occorrenti e deve essere condotta nella cella in esame prevedendo la visualizzazione dei componenti, dei dispositivi e delle attrezzature menzionate nel programma teorico.
Sarebbe opportuno al termine della fase di formazione prevedere degli esercizi operativi che permettano di valutare le conoscenze e le abilità acquisite dall’addestrando. Poiché le competenze vengono acquisite attraverso l’esperienza la fase di formazione non è da considerarsi conclusa con la fine dei programmi teorici e pratici ma deve essere prolungata anche durante i primi periodi di attività del tecnico formato.
3.2 La cella robotizzata
La cella robotizzata su cui è stato svolto il presente lavoro di tesi (figura 3.1) contiene due robot, oltre a quello in esame è presente un robot antropomorfo.
Fig. 3.1 - Cella robotizzata
Nella planimetria riportata di seguito si possono osservare le dimensioni caratteristiche e la disposizione dei principali dispositivi che saranno adoperati nelle diverse operazioni costituenti la fase di addestramento.
Fig. 3.2 – Planimetria della cella robotizzata
L’ambiente risulta delimitato per motivi di sicurezza da una rete metallica all’interno della quale è possibile accedere soltanto attraverso due porte, di cui una scorrevole, dotate di un
dispositivo di sicurezza, che disattiva l’alimentazione ai servomotori in caso di apertura di una di queste durante l’utilizzo del robot. Per il funzionamento del robot sono necessarie un’alimentazione elettrica di 220V ed una alimentazione di aria compressa ad una pressione di 6 bar. Per quanto riguarda la fornitura di corrente, all’interno della cella è posizionato un pannello elettrico contenente gli interruttori che comandano l’alimentazione a tutti i dispositivi presenti.
Per la regolazione della pressione dell’aria compressa diretta al robot è necessario agire sulla manovella presente nella parte superiore del manometro situato all’interno della cella.
Fig. 3.3 - Manometro Fig. 3.4 - Pannello elettrico
Il robot oggetto dell’addestramento è un robot SCARA di medie dimensioni e più precisamente il modello SR-1054HSP prodotto dalla Toshiba Machine Robotics. Tale robot è utilizzato in ambito industriale soprattutto per operazioni di assemblaggio. Nella cella in cui lavoreremo è stato previsto un posizionamento su telaio metallico, realizzato attraverso una struttura in profilati. A questo robot è associato il gruppo di controllo, formato da unità di governo e da teach pendant, denominato TS2000. Tali dispositivi sono posizionati sul perimetro della cella in corrispondenza di un’apertura della rete metallica in modo che sia possibile utilizzarli dall’esterno.
Nella seguente tabella 3.1 si riportano le principali caratteristiche e prestazioni del robot.
TOSHIBA SR-1054HSP
Gradi di libertà: 4 Velocità max. asse 4: 576 °/s Lunghezza link1: 580 mm Velocità max. risultante: 5,33 m/s Lunghezza link 2: 470 mm Capacità di carico: 20kg Lunghezza totale braccio: 1050 mm Momento d’inerzia al polso: 0,1 kgm2
Corsa asse 1: ±115 ° Ripetibilità su XY: ±0,03 mm Corsa asse 2: ±145 ° Ripetibilità lungo Z: ±0,02 mm Corsa asse 3: 200 mm Ripetibilità asse 4: ±0.,03 ° Corsa asse 4: ±360 ° I/O sul polso: 5 input / 4 output
Velocità max. asse 1: 170 °/s Motori: brushless
Velocità max. asse 2: 270 °/s Trasduttori: Encoder assoluti
Velocità max. asse 3: 1000 mm/s Peso: 90 kg
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Tab. 3.1 - Principali prestazioni del robot SR-1054HSP
3.3 Procedure per la conduzione del robot
Vista la natura didattica del lavoro non si è cercato di formare il personale ad una conoscenza profonda e ad una capacità elevata di conduzione del robot ma si sono considerate soltanto quelle operazioni che potrebbero costituire le mansioni di un operaio adibito ad una postazione robotizzata presente in un processo produttivo.
Come procedure principali sono state individuate le seguenti: 1. ispezioni e accensione;
2. movimentazione;
3. apertura e chiusura gripper; 4. esecuzione di un programma; 5. spegnimento.
Queste procedure sono state scomposte nelle singole operazioni che le costituiscono e riscritte in forma sequenziale (vedi Allegato B).
3.3.1 Ispezioni e accensioni
Tale procedura ricorda all’operatore di indossare i dispositivi di protezione individuale necessari e cioè il camicie e le calzature di sicurezza, in seguito lo guida sia nelle azioni che è necessario effettuare per accendere il robot sia in quelle da compiere prima di ciò. Tra le verifiche da effettuare prima dell’accensione c’è il controllo della corretta erogazione di alimentazione elettrica e di aria compressa, l’accertarsi della corretta chiusura delle porte e dell’assenza di persone
all’interno della cella. Per quanto riguarda l’accensione del robot i passi previsti sono: la disattivazione dei tasti d’emergenza, l’azionamento dell’interruttore d’accensione ed infine l’avviamento dei servomotori.
3.3.2 Movimentazione
Tra le procedure presenti è sicuramente quella che fornisce agli addestrandi la quantità di informazioni maggiore. In questa procedura viene mostrato come muovere attraverso la teach pendant il robot in assoluta sicurezza, mettendo in evidenza la disposizione dei diversi sistemi di riferimento selezionabili e le varie modalità di movimentazione.
3.3.3 Apertura e chiusura gripper
In questa procedura, guidando l’addestrando all’apertura ed alla chiusura del gripper viene mostrato il metodo con cui si gestiscono i segnali del robot. Attraverso l’uso del teach pendant il tecnico entra nel menù di gestione dei segnali ed impara ad attivarli e a disattivarli.
3.3.4 Esecuzione di un programma
Questa sequenza di istruzioni assomiglia alla classica mansione di un operaio che lavori su di una linea robotizzata. Si insegna a ricercare nella memoria del robot il programma che si vuol eseguire, si mostra il significato dei diversi parametri da settare, ed infine si permette all’addestrando di avviare e fermare un programma in completa sicurezza.
3.3.5 Spegnimento
Con questa procedura l’addestrando impara a mettere fuori servizio in modo corretto il robot, eseguendo quelle verifiche che sono necessarie prima di abbandonare una postazione di lavoro robotizzata.
3.4 Il laboratorio per applicazioni di Augmented Reality presente presso il DIMNP
Presso la cella robotizzata presente nell’officina del DIMNP è stato realizzato un laboratorio per lo studio e lo sviluppo di applicazioni di Augmented Reality. Tale laboratorio è ancora in fase di allestimento ma gli strumenti presenti hanno comunque consentito di realizzare un’applicazione di base per il nostro scopo. Ciò ha permesso una valutazione delle possibilità di avviare tale attività formativa, permettendo di investigarne i vantaggi ottenibili e le difficoltà riscontrabili.I dispositivi disponibili sono stati collegati secondo uno schema (figura 3.7) che ne permettesse uno sfruttamento adeguato alle nostre necessità. Ad una delle due uscite video del PC è stato collegato un video splitter capace di suddividere il segnale in ingresso tra quattro canali in uscita. Le periferiche collegate a questi 4 canali trasmettono tutte la stessa schermata. Ad uno di questi canali si è collegato un monitor da 15” che permette di modificare comodamente gli elementi presenti nel video. Le altre due uscite sono state sfruttate per collegare un videoproiettore ed un visore HMD. Questa soluzione permette una notevole varietà di applicazioni di Augmented Reality. Il videoproiettore è stato previsto per poter eseguire Direct Augmentation e cioè proiezione di informazioni bidimensionali su oggetti reali. Il visore HMD è stato implementato per poter realizzare applicazioni che permettano un elevato grado di immersione da parte dell’utilizzatore. Il quarto canale in uscita non è al momento sfruttato ed è pertanto disponibile per eventuali hardware che verranno acquistati in seguito. La seconda uscita video del PC è collegata ad un touch screen che permette una navigazione pratica anche in quelle circostanze in cui l’utilizzo del mouse potrebbe risultare difficoltoso.
3.4.1 Personal Computer (PC)
All’interno della cella è disponibile un personal computer assemblato, corredato da mouse e tastiera. Il processore presente all’interno del PC è un Intel Pentium IV da 2.4 GHz, la memoria RAM disponibile è di 512 Mb. Elemento importante è la scheda video NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra che consente di gestire due periferiche video separatamente.
3.4.2 Touch Screen
Collegato al personal computer sopra descritto c’è un monitor dotato della funzione Touch Screen, si tratta del Neovo Touch Series TS-15S, uno schermo da 15” che permette una risoluzione massima di 1024 x 768 con immagini a 24 bit da 16.7 milioni di colori ed una frequenza di aggiornamento di 75 Hz. Le dimensioni di questa periferica sono 38.6 x 36 x 16.9 cm per un peso di 4.6 kg. L’interfaccia di ingresso video è costituita da una presa VGA (HD-15). Questo monitor è stato fissato alla
struttura metallica, che costituisce anche il telaio di supporto del robot, per mezzo di un braccio snodato che ne permette un posizionamento ed un orientamento discrezionale.
Fig. 3.8 – Neovo TS-15S
3.4.3 Video Splitter
L’altra uscita video proveniente dal PC è collegata ad un video splitter dotato di 4 uscite. Questo dispositivo offre la possibilità di suddividere il flusso video tra 4 periferiche differenti. Nel nostro caso soltanto tre delle quattro porte in uscita sono utilizzate. A queste sono connessi un proiettore, il visore HMD ed un monitor da 15”
3.4.4 HMD Optical See-Through
All’inizio del presente lavoro di tesi è stata svolta un’attenta ricerca in rete tra i fornitori di hardware di Realtà Aumentata per individuare quel dispositivo che ci avrebbe permesso di avvicinarci a tale tecnologia offrendoci la più ampia possibilità d’impiego e quindi una miglior valutazione delle possibili implementazioni di Realtà Aumentata. La scelta fatta è stata a favore di un visore HMD Optical See-Through e più precisamente il Liteye, LE-750. Questo visore è stato progettato per essere assai robusto e pertanto
adatto a lavorare in situazioni ambientali difficili. Per quanto riguarda l’illuminazione dell’ambiente Fig. 3.9 – Liteye LE-750
non ci sono particolari limitazioni. Questo display permette una risoluzione dell’immagine di 800 x 600 ed un campo visivo di 28°. Le dimensioni sono 80 x 24 x 31 mm per un peso di 80 grammi. L’interfaccia è data da un connettore standard VGA da 15 pin e da una presa USB per l’alimentazione elettrica. Il modello da noi acquistato è dotato inoltre da una fascia regolabile che ne permette l’indossabilità ed il corretto posizionamento davanti all’occhio.
Il collegamento di questo dispositivo al PC è stato ottenuto per mezzo di una delle quattro uscite video di cui è dotato il video splitter e ad un cavo USB, da collegare direttamente al computer, che provvede all’alimentazione elettrica. Questo visore HMD è stato fin da subito impiegato per una serie di prove qualitative indirizzate a metterne in evidenza le caratteristiche principali. Il suo utilizzo ne ha evidenziato alcuni aspetti positivi come la facilità di regolazione ed il poco disturbo avvertito nell’indossarlo anche per tempi piuttosto lunghi. D’altra parte non sono mancati alcuni fattori più o meno fastidiosi, perlopiù intrinseci alla struttura del dispositivo:
1. Riflesso su lato sinistro: al bordo sinistro della proiezione c’è un riflesso che rende difficoltosa la leggibilità delle informazioni proiettate. L’unico rimedio riscontrato consiste nella parziale chiusura del coperchietto del visore. Questa operazione limita però la capacità see-through del visore.
2. Inefficace integrazione tra ambiente reale ed oggetti virtuali: gli oggetti proiettati all’interno del visore non appaiono efficacemente inseriti nell’ambiente reale ma per la loro consultazione è necessario un continuo cambio della messa a fuoco. Questo aspetto rende meno rapida la consultazione delle informazioni proiettate. Durante questa fase l’operatore risulta isolato dall’ambiente esterno e, di conseguenza, esposto a possibili situazioni di pericolo che potrebbero coglierlo impreparato.
3. Difficoltà di messa a fuoco: se, dopo aver osservato oggetti vicini, si cerca di leggere informazioni proiettate nel visore, per diversi secondi non si riesce a mettere a fuoco la scritta.
4. Ricorso alla visione periferica: per operazioni effettuate su oggetti vicini si è manifestata la tendenza a vedere al disotto del visore e non attraverso. Questo limita le capacità del visore rendendolo assimilabile ad un mini display.
3.4.5 Notebook
Oltre al computer fisso descritto in precedenza è presente anche un computer portatile e più precisamente un Texas Instruments Extensa 710DX. Il processore presente all’interno del notebook è un Intel Pentium II, la scheda video è la MagicGraph 128XD di NeoMagic e la memoria RAM disponibile è di 32 Mb.
3.4.6 Proiettore
Tra l’attrezzatura disponibile c’è anche l’Epson EMP-S3 un videoproiettore che offre prestazioni di qualità con una struttura leggera e compatta. Questo dispositivo sfrutta la tecnologia di proiezione LCD offrendo proiezioni a risoluzione massima di 1280 x 1024 con immagini a 24 bit da 16,7 milioni di colori. La distanza di proiezione va da un minimo di 0,9 m ad un massimo di 12,1 m con rispettive dimensioni della proiezione di 30” e 300”.
Le dimensioni di questa hardware sono: una larghezza di 32.7 cm, una profondità di 24.6 cm ed un’altezza di 9.8 cm.
Fig. 3.10 – Epson EMP-S3
3.4.7 Webcam
Fig. 3.11 – Logitech QuickCam Sphere La webcam Logitech QuickCam Sphere offre prestazioni più
che ragguardevoli. Questo dispositivo vanta una risoluzione di 1,3 Mp, associata ad un’ampia possibilità di regolazione grazie ai meccanismi che ne permettono una rotazione orizzontale di 180° e verticale di 60°. Tra le caratteristiche di questo prodotto va menzionato lo zoom digitale 3x, il microfono incluso ed il software per il face tracking che permette alla camera di seguire gli spostamenti di una persona posta di fronte.
3.5 Alcune soluzioni
Una volta realizzata l’analisi della cella robotizzata, dell’attrezzatura disponibile e dei passi costituenti le procedure per la conduzione del robot si è proceduto con l’esaminare alcune possibili implementazioni della Realtà Aumentata quale mezzo per fornire le istruzioni all’operatore.
Sono stati pensati due tipi di approccio, uno basato sull’utilizzo del visore HMD ed uno sulla Direct Augmentation, ovvero sulla riproduzione delle informazioni direttamente nell’ambiente
circostante utilizzando il proiettore a disposizione. Quest’ultima soluzione, forse la più semplice da implementare, presenta vantaggi quali l’ampia area disponibile per fornire indicazioni ed il lasciare l’utilizzatore libero da qualsiasi tipo di dispositivo. Così non è per la soluzione che prevede l’utilizzo del visore HMD. In questo caso l’osservatore deve indossare il display e si trova quindi vincolato dai cavi di collegamento di questo con il pc. La mancanza inoltre di un sistema di tracking rende impossibile riferire le informazioni con gli oggetti reali circostanti, soluzione che avrebbe permesso un maggior grado di immersione da parte dell’utilizzatore.
3.5.1 Proiezione su parete di fondo
È stata constatata la possibilità di ancorare al soffitto della cella robotizzata un supporto per il proiettore in nostro possesso. Collegando questo al computer fisso si potrebbero proiettare le istruzioni necessarie all’operatore sulla parete di fondo della cella robotizzata. L’implementazione di tale soluzione non presenterebbe particolari difficoltà se non il dover modificare leggermente il posizionamento di due luci che nella configurazione attuale risulterebbero sulla linea di proiezione. Poiché la distanza relativa proiettore/parete che si potrebbe ottenere è considerevole (circa 5m), l’area della proiezione risulterebbe abbastanza grande (circa 4m2) offrendo così la possibilità di fornire una quantità di informazioni ragguardevole con delle dimensioni tali da renderne la leggibilità estremamente chiara. Tale tipo di soluzione non prevede che l’operatore indossi alcun tipo di dispositivo, se non un semplice telecomando per avanzare tra le slide, in tal modo il movimento dentro e fuori dalla cella non risulterebbe in nessun modo disturbato. D’altro canto tale sistema è adatto in quelle operazioni nelle quali sia
richiesto all’utente di sostare di fronte all’unità di governo. In quelle azioni in cui è necessario che l’utilizzatore si muova la consultazione delle informazioni potrebbe risultare compromessa. Un aspetto su cui riflettere è che l’impianto appena descritto sfrutta la tecnologia AR nella sua versione più semplice e meno interessante, manca infatti una qualsiasi correlazione con gli elementi presenti all’interno della cella ed una costante consultabilità
3.5.2 Utilizzo dell’HMD con riferimento manuale
Nel tentativo di sfruttare in modo più consistente la tecnologia AR si è riflettuto sulla realizzazione di un certo collegamento tra le istruzioni fornite ed i dispositivi su cui l’utilizzatore agisce durante la conduzione del robot. Un primo passo in questa direzione è stato fatto utilizzando il visore HMD. È stata valutata la possibilità di proiettare all’interno del visore dei riscontri che l’osservatore avrebbe dovuto riferire agli oggetti reali. In tal modo si sarebbe potuto collegare le istruzioni proiettate ad oggetti reali di cui si conosce la posizione relativa rispetto ai riferimenti assunti. Nella figura seguente si riporta un esempio in cui l’operazione da compiere era la pressione di un pulsante.
Fig. 3.13 – Utilizzo dell’HMD con riferimento manuale
L’operatore avrebbe visto, proiettata nel visore, la cornice entro cui riferire la tastiera del teach pendant. Così facendo il piccolo rettangolo semitrasparente avrebbe evidenziato il pulsante da premere. Nonostante tale soluzione presentasse la correlazione con i dispositivi reali che si andava cercando è stata ben presto abbandonata per le considerevoli inadeguatezze che sono emerse. Il riferimento manuale da eseguire non era sempre immediato e presentava difficoltà non trascurabili. Era infatti necessaria un’estrema precisione da parte dell’operatore per riferire in modo corretto la proiezione con l’oggetto reale. Per questo l’utilizzatore risultava molto limitato nei movimenti, e ciò contribuiva ad aumentarne il nervosismo. Per i motivi sopra indicati questa soluzione poteva portare a situazioni di pericolo, particolarmente se si pensa che tale dispositivo sarebbe dovuto essere utilizzato da personale inesperto. Si pensi alle conseguenze di un errato riferimento; l’utilizzatore avrebbe potuto premere il pulsante sbagliato creando possibili situazioni di pericolo.
3.5.3 Istruzioni visualizzate attraverso l’HMD
Abbandonata momentaneamente la ricerca della correlazione delle informazioni proiettate con l’ambiente circostante ci siamo mossi in direzione di una facile e rapida consultazione. Per fare ciò è stata valutata la possibilità di proiettare all’interno del visore HMD le informazioni necessarie all’operatore (figura 3.14).
RUOTA CHIAVE IN POSIZIONE
‘INTERNAL’
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Fig. 3.14 – Istruzioni proiettate nell’HMD
Questa soluzione permette all’utente di avere le informazioni necessarie sempre nel proprio campo visivo, anche in quelle operazioni in cui è necessario lavorare in ambienti relativamente stretti e mal accessibili. Questa sistema non compromette affatto la mobilità della testa contribuendo ad aumentare la soddisfazione dell’utilizzatore. La struttura del visore fornisce inoltre uno spazio abbastanza consistente per proiettare le informazioni da fornire. Tra gli svantaggi di tale soluzione va menzionata la necessità di indossare il visore sulla testa, aspetto questo che, nonostante la leggerezza del dispositivo, può risultare fastidioso. Inoltre la leggibilità delle informazioni proiettate non è sempre garantita ma, anzi, risulta seriamente collegata alla luce dell’ambiente ed al colore dello sfondo. Nonostante tale soluzione offrisse delle prestazioni accettabili la nostra ricerca non si è fermata perché il nostro intento era quello di sfruttare la tecnologia AR mettendone in risalto tutte le potenzialità ed andando oltre anche quelli che erano i limiti imposti dall’attrezzatura in nostro possesso.
3.5.4 Utilizzo di un HMD Video See-Through
Nella ricerca dell’implementazione della tecnologia AR più adatta all’applicazione di addestramento oggetto di questo lavoro di tesi non si è trascurato di analizzare anche soluzioni che andassero oltre alle attrezzature in nostro possesso.
Per tale motivo è stata analizzata una soluzione che prevede l’utilizzo di un HMD Video See-Through e cioè applicazione AR del tipo riportato nel primo schema hardware di figura 2.3. Un esempio di come apparirebbe un’istruzione fornita utilizzando tale opzione è riportata nelle figura seguente.
Fig. 3.15 – Utilizzo di un HMD Video See-Through
Questa soluzione sfrutta la tecnologia AR nella sua configurazione più complessa e completa fornendo all’operatore una notevole libertà di movimento e mostrando le istruzioni collegate agli oggetti reali a cui sono riferite. Questa soluzione offre il vantaggio, assente nei sistemi proposti in precedenza, di fornire istruzioni in modo tridimensionale e non come semplice proiezione 2D. Tra gli inconvenienti di tale opzione c’è una difficile implementazione dovuta alla difficile reperibilità del materiale hardware e software ed una limitazione del campo visivo e della qualità dell’immagine dovute alle prestazione del visore e della webcam. Non trascurabile risulta inoltre il ritardo che si ha nell’invio del flusso video e nel tempo di messa a fuoco.
3.5.5 Confronto tra le soluzioni individuate
Le soluzioni indicate nei paragrafi precedenti esplorano diverse applicabilità della tecnologia AR alla cella robotizzata a nostra disposizione con lo scopo di fornire un’alternativa più vantaggiosa all’attuale metodo di addestramento del personale alla conduzione del robot SCARA presente. Cerchiamo adesso di effettuare un confronto tra queste mettendo in evidenza i vantaggi e gli svantaggi relativi. Sicuramente le soluzioni che prevedono la proiezione delle informazioni sulla parete di fondo o all’interno del visore HMD costituiscono le opzioni di più facile implementazione. D’altro canto non offrono la possibilità di fornire informazioni di tipo tridimensionale e la loro consultabilità risulta dipendente dalla luminosità dell’ambiente circostante. Per quanto riguarda lo soluzione con il visore optical see-through la leggibilità delle informazioni è pregiudicata anche da inadeguati colori ambientali che fungono da sfondo alle istruzioni proiettate. L’opzione che prevede l’utilizzo di un visore Video See-Through è sicuramente quella che offre le applicazioni più interessanti dal momento che permette la sensazione di proiezioni tridimensionali perfettamente inglobate nell’ambiente circostante. Nella tabella che segue si sono riportate le soluzioni analizzate confrontando pregi e difetti.
Facile implementazione Buona consultabilità Libertà di movimento Possibilità di istruzioni 3D Proiezione su parete di fondo X X HMD con riferimento manuale X Istruzioni proiettate nell’HMD X X X Utilizzo HMD Video See-Through X X X
Tab. 3.2 – Confronto tra le soluzioni individuate
Dal confronto appena fatto emerge come la soluzione che offre i maggiori vantaggi attraverso una facile implementazione sia quella che prevede la proiezione di istruzioni all’interno del visore HMD Optical See-Through. Per tale motivo nel proseguo del lavoro utilizzeremo questa tecnologia come strumento per fornire le istruzioni durante l’addestramento degli operai.
