In un articolo pubblicato di recente sulla rivista Fraunhofer si parla di come la realtà aumentata possa cambiare la manutenzione di aeromobili moderni che è sempre un processo complesso. L’uso di occhiali intelligenti per la realtà aumentata tramite gli occhiali 3D dovrebbe facilitare i lavori di riparazione e di manutenzione per la meccanica degli aeromobili. Elementi virtuali come le istruzioni, il display di comando ed altri strumenti tecnici possono essere gestiti mediante il controllo dei gesti, della voce e dello sguardo. Grazie ai sistemi di realtà aumentata, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Communication, Information Processing and Ergonomics FKIE hanno sviluppato concetti e soluzioni per la manutenzione dell’Airbus A400M.
Gli aerei moderni sono dotati di innumerevoli dispositivi e componenti meccanici ed elettronici. In aeromobili come l’Airbus A400M possiedono un motore stesso costituito da più di 10.000 singole parti. L’assistenza e la manutenzione dell’aeromobile risultano quindi particolarmente impegnativi. Ad oggi, i manuali operativi stampati hanno guidato la meccanica degli aerei in questo compito impegnativo. Tuttavia, questi manuali strutturati sistematicamente sono ingombranti e possono quindi essere difficili da usare, soprattutto quando è necessario fare riferimento a più manuali contemporaneamente.
La realtà aumentata e la meccanica degli aeromobili
In aree anguste come la cabina di pilotaggio, le attività di manutenzione sono contraddistinte da problemi di spazio e da una mancanza di chiarezza delle informazioni reperibili dai materiali. Inoltre, le rappresentazioni bidimensionali dei compiti di assemblaggio complessi non sono sempre auto-esplicative e possono essere fuorvianti. Nel peggiore dei casi, questo può portare a errori di manutenzione. Le guide 3D virtuali, che si materializzano nel campo visivo di chi indossa gli occhiali intelligenti 3D, potrebbero risolvere questi problemi e sostituire le istruzioni di manutenzione bidimensionale a lungo termine.
I ricercatori che lavorano al progetto “Ariel” nel reparto “Human-Machine Systems” di Fraunhofer FKIE hanno valutato come la realtà aumentata possa assistere la meccanica aeronautica nei lavori di manutenzione, utilizzando due casi d’uso in particolare, ovvero l’ “Installazione di un display nel cockpit” e “Manutenzione di una batteria in officina“, a titolo di esempio. I prototipi dell’Airbus A400M sono stati testati con due tipi di occhiali AR – Microsoft HoloLens 2 ed Epson Moverio BT-300.
Il focus sulla visualizzazione 3D
Il focus è stato sulla progettazione di adeguate visualizzazioni 3D di informazioni e tecniche di interazione come il gesto, lo sguardo e il controllo vocale. Cinque meccanici di aerei sono stati coinvolti nelle prove, che hanno tenuto conto dei problemi di usabilità, dell’esperienza utente e del comfort. Il progetto è stato finanziato dall’Ufficio federale delle attrezzature, delle tecnologie dell’informazione e del supporto in servizio.
Il team si è basato su tecniche di input multimodali, che hanno permesso all’utente di interagire indipendentemente dai vincoli imposti dal compito in questione o da alcune variabili ambientali. Vari elementi di interazione, che potevano essere gestiti attraverso lo sguardo e il controllo dei gesti, sono stati progettati per questo scopo. Sono stati presi in considerazione vari approcci per evitare input indesiderati quando si utilizza il controllo dello sguardo. In definitiva, la decisione è stata presa per realizzare un input guardando brevemente l’elemento di interazione. Un indicatore (simile a una barra di avanzamento) si riempie, mostrando quanto tempo l’utente deve ancora guardare l’elemento per attivarlo. In alternativa, l’utente può attivare l’elemento di interazione premendo con il dito indice.
Interazione intuitiva con occhiali intelligenti
Nel complesso, l’interazione è stata valutata come “intuitiva” dai soggetti. Il controllo dello sguardo è stato commentato positivamente e la maggior parte dei tester lo ha preferito al controllo gestuale o vocale. La sovrapposizione diretta delle informazioni rilevanti durante la manutenzione della batteria ha aiutato a identificare i componenti specifici. D’altra parte, l’utente aveva una certa incertezza quando si utilizzava il controllo dei gesti. Di conseguenza, oltre alle applicazioni demo, il team di ricerca ha sviluppato un ambiente di apprendimento che ha utilizzato animazioni per insegnare agli utenti gesti di base e tecniche di interazione.
Il passo successivo consiste nell’essere in grado di registrare e digitalizzare la documentazione e le note sullo stato del lavoro. Dovrebbe anche essere possibile chiamare esperti. “Vogliamo affrontare le attività di manutenzione remota che si concentrano principalmente sull’interazione tra i partecipanti“, afferma Mundt. Oltre ai casi d’uso analizzati, i ricercatori vogliono indagare ulteriori aree di applicazione, dato che anche altri settori possono beneficiare dell’uso della realtà aumentata per lavori di manutenzione e riparazione. A causa di ciò, la carenza di lavoratori qualificati nel settore energetico potrebbe essere compensata in una certa misura. Ad esempio, la realtà aumentata potrebbe assistere i tecnici meno esperti nell’installazione di pompe di calore, poiché le istruzioni passo-passo tridimensionali guidano anche i principianti in modo sicuro attraverso le attività di manutenzione.
