Realtà aumentata nelle costruzioni per sbirciare attraverso le pareti

Di Zach Mortice
- 12 gen. 2018 - 6 Min. Tempo Di Lettura
realtà aumentata nelle costruzioni
Per gentile concessione di DAQRI

Immagina di far parte di una squadra che sta costruendo un nuovo edificio per uffici: a metà dei lavori sei in cantiere per controllare la realizzazione degli impianti di condizionamento e climatizzazione. Indossi un curioso elmetto ed esci dall’ascensore di servizio. Mentre alzi lo sguardo, è in corso la posa in opera del controsoffitto, ma tu vuoi vedere cosa succede al di là della parete.

Basta caricare il BIM attraverso il visore sull’elmetto e il modello informativo dell’edificio viene proiettato istantaneamente nel tuo campo visivo. Ecco che appaiono i condotti dell’impianto di riscaldamento, le tubature dell’acqua e le cassette elettriche che si muovono e si spostano a seconda della posizione visiva che assumi mentre cammini lungo i corridoi. Continua a sfogliare i livelli del modello per vedere la struttura in acciaio dell’edificio, la coibentazione, i materiali e la qualità della finitura. È come avere una visione ai raggi X in formato fumetto — e presto potrebbe diventare realtà in qualche cantiere dei dintorni.

Questo cappello magico si chiama DAQRI, l’elmetto intelligente, un sistema di realtà aumentata indossabile, sviluppato per essere utilizzato nei settori della fabbricazione industriale — specialmente nell’ambito delle costruzioni e dell’edilizia. Essenzialmente, costruttori, ingegneri e progettisti saranno in grado di portare il loro modello BIM in cantiere, indossare il casco e vivere un’esperienza immersiva in ambiente 3D su larga scala.

Offrire a una squadra di operai l’accesso a tale grado di informazioni multilivello significa permettere loro di vedere meglio tutte le relazioni spaziali esistenti in un edificio; di valutare in anticipo le interferenze negli impianti tecnologici; e, in generale, di prendere decisioni più rapide e informate con meno errori. “Ti mette in condizione di fare delle scelte sul campo, invece di aspettare la fine del turno per confrontarsi con il capocantiere” afferma Roy Ashok, direttore di produzione di DAQRI. “Responsabilizza maggiormente il costruttore finale”.

augmented reality in construction worker using helmet
Per gentile concessione di DAQRI

Questi caschi (che hanno un costo di 15.000 dollari a unità in questa prima fase di sviluppo) cominciano appena a farsi strada nei cantieri edili, mentre la DAQRI avvia brevi sperimentazioni, compresa una collaborazione con Mortenson Construction e Autodesk. Nell’ambito di una prima dimostrazione pratica, l’impresa di costruzioni Mortenson ha testato gli elmetti durante la realizzazione dell’Hennepin County Medical Center di Minneapolis.

“Il modello BIM è il primo passo” dice Ricardo Khan, direttore generale dei lavori di Mortenson. “La verità è che il modello probabilmente rappresenta il 25 per cento del valore reale. Il rimanente 75 per cento consiste nel collegare le squadre operative al resto delle informazioni progettuali nello spazio”.

I precedenti tentativi di realtà aumentata indossabile sono segnati da un celebre flop — ma a differenza di Google Glass, la tecnologia DAQRI si è concentrata interamente sulle applicazioni industriali. In questo settore, un copricapo un po’ eccentrico come questo casco viene subito ben accolto con buona pace della privacy.

In termini di hardware, gli elmetti possiedono tre diversi tipi di telecamere, che interagiscono per localizzare gli utenti in un punto specifico dello spazio, interpretando la geometria che li circonda. Sono dotate di lenti grandangolari in toni di grigio a 166 gradi che definiscono la posizione dell’utente, precisa al centimetro, all’interno di un ambiente.

C’è poi una fotocamera a rilevamento della profondità Intel RealSense che decifra la geometria dello spazio e gli oggetti intorno, che indica “questa è una porta, questa è una finestra, questo è un tavolo”, riferisce Ashok. Questa consapevolezza consente di collocare un contenuto virtuale e alterare un modello. È capace anche di ricordare la pianta di ciascuna stanza che ha creato. “Svolge quasi una funzione cartografica” dice Ashok. Una terza camera, di tipo termografico, consente di mappare le misurazioni termiche su oggetti renderizzati in 3D.

“Combinando il luogo in cui ti trovi con il sistema di misurazione visiva della distanza e con ciò che ti circonda, sei in grado di conoscere praticamente tutto quello che devi sapere per orientarti” spiega.

construction worker using augmented reality helmet to see through walls
Per gentile concessione di DAQRI

La progettazione del software per il casco DAQRI scaturisce da timori funzionali generati dall’ambiente unico e relativamente pericoloso di un’area in costruzione. L’idea iniziale era quella di usare i segnali gestuali, che sarebbero stati ripresi dalla videocamera del casco, per scorrere i menu — ma non ha funzionato.

“Per due motivi importanti” dice Ashok. “Uno è l’affidabilità. La tecnologia non è ancora abbastanza matura da raggiungere il 99,99 percento di attendibilità e quindi causa affaticamento”. Il cantiere non è il posto adatto dove agitare affannosamente le braccia per segnalare una serie di punti luce che non sono ancora stati installati; da qui il timore per l’uso di segnali gestuali.

Tra una pioggia di scintille, lame rotanti, fili scoperti e tonnellate di metallo sospeso in aria nei cantieri, è d’obbligo auspicare la piena concentrazione di tutti sul proprio lavoro e sull’ambiente circostante. “Essere distolti da quello che succede intorno a noi aumenta i rischi di infortunio sul luogo di lavoro” afferma Khan.

Per dare una risposta a queste preoccupazioni, il team di DAQRI ha stabilito che i caschi avrebbero dovuto funzionare lasciando le mani completamente libere, mentre gli ingegneri si sono concentrati su un sistema di puntatori oculari chiamato “fissa e seleziona”. Un reticolo messo a fuoco nel campo visivo dell’utente si muove con il movimento della testa, “proprio come il mouse e il cursore,” spiega Ashok. Se si fissa l’elemento di un menu, un collegamento ipertestuale o un livello del modello per alcuni secondi, questo viene selezionato. I caschi sono forniti di Autodesk BIM 360, ma nella maggior parte dei casi è l’azienda a creare il proprio software personalizzato (supportato da DAQRI), data l’ampia gamma di usi del prodotto.

augmented reality in construction workers collaborating using the helmet
Per gentile concessione di DAQRI

L’utilizzo dei caschi DAQRI nella fase di costruzione di un progetto sembra essere molto intuitivo, ma Ashok ne raccomanda l’impiego fin dal primissimo giorno di progettazione. Un architetto potrà mostrare in cantiere il proprio modello a ingegneri e costruttori prima dell’inizio dei lavori di costruzione, permettendo loro di indicare potenziali problematiche in una fase in cui risolvere gli errori è più facile e più economico. La chiara interfaccia visiva indica che è possibile fornire alle squadre di operai istruzioni dettagliate per effettuare le verifiche ispettive di non conformità o anche per pianificare la manutenzione a lungo termine dell’edificio.

“La realtà aumentata produce un impatto di larga portata sul modo in cui la società saprà interagire con le informazioni contestualizzate in un ambiente determinato”, dice Khan. “Per l’industria delle costruzioni, va vista come il grande sconvolgimento necessario per risolvere una serie di problemi connessi all’attività, quali una maggiore consapevolezza sulla sicurezza degli operai legata a una conoscenza just-in-time. Come valore a valle, i nostri clienti possono sfruttare la realtà aumentata per migliorare drasticamente l’esercizio e la manutenzione della loro struttura”.

Attualmente DAQRI incarna la promessa di cambiare il modo in cui gli edifici vengono costruiti, pur avvalendosi ancora dell’importazione di un modello virtuale statico dell’edificio su cui vengono sovrapposte le informazioni reali. La prossima frontiera sarà quella di creare un dispositivo in grado di rilevare i componenti nascosti alla vista, inclusi o meno nel modello, per poi rappresentarli dinamicamente agli utenti. Ciò porterebbe veramente la realtà aumentata al limite della visione a raggi X e il settore delle costruzioni in un mondo di istantanea onniscienza materiale.

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