Progettazione di un’interfaccia adattiva in Realtà Aumentata per la manutenzione = Design of an augmented reality adaptive interface for maintenance

All’alba della quarta rivoluzione industriale un avanzamento tecnologico è necessario per poter progettare e realizzare nuovi ambienti industriali con l’integrazione di tecnologie robotiche connesse in grado di cooperare con gli operatori umani con un elevato grado di efficienza e sicurezza. La Realtà Aumentata è una di queste tecnologie e i recenti miglioramenti hanno permesso agli sviluppatori di poter realizzare prototipi sempre migliori, riducendo i costi, e di ottenere un più ampio mercato. Una delle applicazioni più importanti è certamente quella nell’ambito della manutenzione, soprattutto industriale, e dare la possibilità ad un tecnico di avere un aiuto nel portare a termine i propri compiti di riparazione e manutenzione con delle informazioni elaborate in tempo reale e una guida per le operazioni da svolgere è una delle missioni dell’Industria 4.0. Lo scopo di questa tesi è quello di realizzare un’interfaccia adattativa che possa permettere ad un operatore di poter essere avvertito in caso avvenga un guasto e di visualizzare direttamente sul dispositivo malfunzionante la posizione e la tipologia dell’errore. Fin dagli anni ’90 si è iniziato a progettare e realizzare delle applicazioni in Realtà Aumentata per la manutenzione e l’assemblaggio di componenti industriali, oltre alla possibilità di mostrare l’area d’azione e il movimento di un robot industriale. Con l’avanzamento tecnologico, l’aumento della capacità di calcolo e la miniaturizzazione dei computer si è passati da visualizzazioni di modelli wireframe a modelli in computer grafica molto più dettagliati e con shader complessi e da applicazioni su dispositivi grandi e pesanti all’utilizzo su dispositivi piccoli e leggeri. Ad oggi sono stati realizzati diversi prototipi sia per l’addestramento degli operatori sia per la manutenzione. Come caso di studio per questa tesi si è scelto di utilizzare un robot industriale e di creare un’interfaccia adattativa che possa mostrare in modo corretto e ben visibile eventuali guasti che possono accadere al robot. Come dispositivo si è scelto di sviluppare su un HMD, per lasciare le mani dei manutentori libere, e in particolare su Microsoft Hololens perché funziona senza cablaggio e può essere usato al posto degli occhiali protettivi. Per il tracciamento si è usato Vuforia perché è accurato e il marker può essere rimosso una volta lanciata l’applicazione evitando eventuali fastidi. L’applicazione è stata sviluppata su Unity 3D con l’ausilio della libreria Holotoolkit. Per prima cosa, sfruttando i dati di una ricerca precedente, si sono prese delle icone 2D che rappresentano i possibili guasti che possono avvenire e sono state convertite in metafore 3D per poter essere correttamente collocate nello spazio. Successivamente si è costruita l’interfaccia adattativa: le icone si posizionano nello spazio intorno al robot, all’interno comunque dello schermo, in modo da poter essere sempre visibili da qualsiasi punto nello spazio attorno e in qualsiasi posizione si fermi il robot guasto. Le icone inoltre scalano a seconda della distanza e si orientano sempre verso l’utente. Nel capitolo 1 è presente l’introduzione al contesto di questa tesi. Nel capitolo 2 è descritto lo stato dell’arte. Nel capitolo 3 sono elencati e spiegati i requisiti. Nel capitolo 4 è spiegato il lavoro svolto. Nel capitolo 5 vengono spiegati test e risultati e nel capitolo 6 vengono tratte le conclusioni.