Realtà virtuale e aumentata: cosa sono, differenze ed esempi - Digital4

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Realtà virtuale e aumentata: cosa sono, differenze ed esempi

Realtà virtuale (VR) e Realtà Aumentata (AR) sono spesso confuse tra loro ma, per costi e applicazioni, si differenziano in modo sostanziale. Una guida per comprendere come funzionano e dove si applicano è l’esempio della soluzione ReFab4.0 di Relatech, che unisce AR, IoT, Machine Learning Intelligenza Artificiale per il settore industriale, garantendo la predictive maintenance sugli impianti e la riduzione dei costi sui fermi macchina

27 Lug 2021

Mario Bosisio

Realtà virtuale e aumentata sono tecnologie presenti già da tempo nel settore industriale, medico, intrattenimento e non solo. Solo ora però, grazie a continui investimenti in ricerca e sviluppo, nuovi device e non certo ultimo l’avvento della tecnologia 5G, Augmented Reality (AR) e Virtual Reality (VR) stanno finalmente portando quei reali vantaggi competitivi ed economici che molte aziende stavano aspettando.

Nell’era della quarta rivoluzione industriale le aziende ricercano infatti sensibili riduzioni dei costi, oltre a un miglioramento della produzione e dei servizi. Le imprese hanno necessità di investire in tecnologie che consentano loro di fare un salto di qualità, di definire nuovi scenari operativi e raggiungere sempre più velocemente mercati ad alto valore aggiunto. Hanno quindi bisogno di tecnologie, come realtà virtuale e aumentata, che accelerino questo percorso.

Realtà Aumentata e Realtà Virtuale: cosa sono e perché si può parlare di Media Reality

Occorre subito premettere che Realtà Aumentata e Realtà Virtuale sono due definizioni che sempre più spesso sfumano verso altri termini, come Mixed Reality, Hybrid Reality e Augmented Virtuality, proprio a testimonianza di come definire i confini fra queste tecnologie sia sempre più difficile vista la loro continua evoluzione.

Per Realtà Aumentata si intende quell’insieme di informazioni che vengono “aggiunte” a un’immagine reale grazie all’impiego di una videocamera (o di una webcam) collegata a un computer e di una rete di sensori. L’odierna tecnologia ha permesso di racchiudere quanto è necessario all’interno di un dispositivo portatile come uno smartphone o un tablet, o addirittura indossabile come un paio di occhiali. Smartphone e tablet offrono il grande vantaggio di includere un sistema GPS (Global Positioning System) per la geolocalizzazione della posizione, un magnetometro (bussola) per l’orientamento, e di disporre di una sufficiente banda in streaming per mantenere costante il flusso di informazioni indispensabile a visualizzare i dati che andranno a sovrapporsi all’immagine in tempo reale. Questi ultimi possono essere elementi in 3D da sovrapporre a un ambiente circostante o punti di interesse (POI) molto utilizzati in ambito turistico e museale. L’impiego della connettività 5G consente di migliorare sensibilmente la quantità e la qualità delle informazioni veicolabili sullo schermo dell’utilizzatore.

Quando invece si utilizza un computer e l’occhio di una webcam, di norma vengono utilizzati disegni stilizzati e chiamati “marcatori” (ARtags) che permettono di collegarsi velocemente a siti web e di scaricare contenuti multimediali (audio e video o simulazioni 3D) che andranno a sovrapporsi alle immagini reali, fornendo informazioni aggiuntive, anche molto dettagliate. Gli ARtags sono spesso utilizzati in ambito marketing, soprattutto in quello retail dello GDO, ma trovano ottime applicazioni anche in quello ludico creativo e culturale, sfruttando la nativa capacità degli smartphone di scaricare in pochi secondi grandi quantità di dati e migliorando in tal modo la customer experience di clienti e utenti.

La Realtà Virtuale opera in modo del tutto diverso, sostituendo la realtà con una simulazione “chiusa”, una modellazione 3D, più o meno definita che, per essere visualizzata, necessita di speciali visori collegati a un computer o di una console di gioco, dotati di potenti processori grafici (GPU) e CPU di buona potenza. L’introduzione di sensori inerziali, accelerometri, joystick, dispositivi indossabili come guanti e visori ha permesso di innalzarne l’interattività, aumentando notevolmente la sensazione immersiva dell’utilizzatore. Si tratta di soluzioni costose, destinate a settori molto verticali, come appunto quello ludico o la formazione professionale.

Lo scopo comune per entrambe queste tecnologie, indipendentemente dai costi realizzativi, è però quello di migliorare la conoscenza, superando il numero di informazioni che vengono recepite dalla normale osservazione, riducendo la distanza cognitiva tra soggetto e oggetto. I dati vengono raccolti, elaborati in modo da aumentarne il valore intrinseco e quindi inviati all’utente/operatore. La quantità e soprattutto la qualità delle informazioni richiede necessariamente lo sviluppo di vere e proprie Media Platform, permettendo così di coniare il termine di Media Reality per unificare AR e VR all’interno di un unico “contenitore”.

Si tratta di applicazioni in forte espansione. IDC prevede che la spesa totale per servizi AR e VR per il mercato europeo crescerà fino a raggiungere i 16,84 miliardi di dollari alla fine del 2022 con un tasso annuo di crescita del 74% (per il periodo 2017-2022). Riferendosi invece al mercato italiano, Assintel nel Rapporto 2020 sottolinea una crescita esponenziale degli investimenti delle imprese nelle tecnologie emergenti, in particolar modo nelle soluzioni di realtà aumentata e virtuale (+160,5%), dispositivi wearable (+116,2%), Intelligenza Artificiale (+39,1%) e Internet of Things (+24%), tutte tecnologie strettamente legate tra loro.

Realtà virtuale e aumentata: scenari di applicazione e di business

La principale differenza tra realtà virtuale e aumentata è data, soprattutto, dall’oneroso costo di sviluppo della prima rispetto alla seconda. Consentire a un utilizzatore di provare sensazioni tattili, visive e auditive simili se non identiche a quelle che proverebbe nella realtà “vera” ha costi incredibilmente elevati rispetto allo sviluppo di una piattaforma di realtà aumentata. La Realtà Virtuale rimane per ora appannaggio di industrie che necessitano di ridurre i costi della formazione di operatori altamente qualificati, in cui il rischio per la vita umana e le apparecchiature in caso di un errore o di un malfunzionamento sarebbero elevatissimi. La realtà virtuale in campo medico, ad esempio, consente la formazione di chirurghi e la sua applicazione da remoto permette interventi con medici che si trovano a migliaia di chilometri dal paziente che si trova in sala operatoria. Il costo per garantire la sicurezza di questa tipologia di dati, trasmessi in alcuni casi da una continente a un altro, è altrettanto elevato.

Le applicazioni di Realtà Aumentata, al contrario, fanno ormai parte della nostra vita quotidiana, consentendoci di simulare e visualizzare con il nostro smartphone un elemento di mobilio all’interno del nostro soggiorno, personaggi animati e fantastici sul marciapiede mentre stiamo camminando o di essere raggiunti da informazioni supplementari se inquadriamo un monumento storico, una piazza o addirittura una catena montuosa. La realtà aumentata ha infinite applicazioni, dal marketing all’intrattenimento, dalla formazione professionale al turismo. Il più delle volte siamo circondati da informazioni veicolate per applicazioni di realtà aumentata a nostra completa insaputa. Troviamo numerose applicazioni di AR oltre che in campo medico, chirurgico e riabilitativo, nel settore logistico e industriale, in particolar modo in quello manutentivo.

AR e VR: le sinergie con IoT e AI

Si potrebbero definire la realtà aumentata e quella virtuale come naturali estensioni delle fonti dati rilevate ed elaborate dall’ecosistema formato da Internet of Things (IoT) e Intelligenza Artificiale (AI). Se applicata alla delicata fase manutentiva, un’applicazione di AR può supportare gli operatori e i tecnici che operano da remoto con dati aggiornati in tempo reale grazie al rilevamento da fonti IoT e l’elaborazione delle informazioni da AI e Machine Learning.

Grazie alla realtà virtuale e all’elaborazione di modelli digitali (digital twin) che simulano il funzionamento di intere linee produttive le aziende possono intraprendere il virtuoso passaggio da manutenzione preventiva a quella predittiva. Ma questo è reso possibile solo potendo attingere a volumi di dati sempre maggiori, qualificando i medesimi con elaborazioni di data analytics per validarne la qualità e Intelligenza Artificiale per filtrarne i contenuti.

AR e VR: vantaggi e modelli applicativi

Per le aziende il vantaggio, oltre che tecnologico, è sicuramente economico. Poter intervenire prima ancora che il guasto si verifichi permette di ridurre i tempi di fermo del singolo macchinario e di intere linee produttive. Questo si traduce in time to market più ridotti e un sensibile incremento di efficienza per tutta la filiera produttiva e distributiva. Poter pianificare gli interventi e, nei casi più difficili, poterli addirittura simulare all’interno di ambienti digital twin consente di migliorare il livello di sicurezza in cui gli addetti devono operare, riduce i costi dei ricambi e i tempi del loro approvvigionamento, ed eleva il grado di preparazione degli operatori.

Realtà aumentata e realtà virtuale sono quindi da considerarsi come la nuova frontiera tanto del processo produttivo, quanto di quello collaborativo e formativo. Tutti fattori, che sebbene richiedano continui investimenti, offrono nuove soluzioni per mantenere alta la competitività delle aziende.

Relatech ReFab 4.0 un esempio di tecnologia per il mercato italiano

Uno dei vantaggi offerti dalle tecnologie AR e VR è la possibilità per le aziende di simulare scenari applicativi e l’utilizzo di apparecchiature/sistemi prima ancora che questi entrino in campo a supporto di produzione ed erogazione di servizi. Semplificando, potremmo parlare di mockup digitali in continua evoluzione sia nei processi di sviluppo, sia di test.

Soluzioni avanzate per l’acquisizione e il monitoraggio di grandi quantità di dati come ReFab 4.0, IoT predictive maintenance solution di Relatech, offrono anche strumenti di realtà virtuale e aumentata a supporto di manutenzione predittiva, monitoring di modelli 3D, assistenza da remoto per gli operatori presenti sul campo, simulazione e formazione del personale.

La soluzione ReFab4.0, verticalizzazione di RePlatform piattaforma cloud-based di Relatech, permette in uno scenario di simulazione digital twin di formare il personale in ambienti di realtà virtuale, favorendo il training sia della fase produttiva, sia di quella manutentiva. In quest’ultimo caso particolare, il personale può venire formato in tutta sicurezza riguardo gli interventi e le metodologie da seguire in caso di incidenti ed emergenze, uno tra gli aspetti più delicati e importanti per le aziende.

Grazie alla funzione ARsistant un operatore esperto e connesso da remoto può guidare il personale addetto sul campo nello svolgimento di attività particolarmente complesse. Tramite una connessione audio-video e monitorando le operazioni svolte, il tecnico può fornire in tempo reale all’operatore documenti, filmati e istruzioni operative necessari all’intervento.

Con la funzione AR SOP Assistance è possibile ridurre al minimo il downtime dei macchinari e delle linee produttive intervenendo in modo preciso, tempestivo e in modalità predittiva. L’operatore grazie a suggerimenti animati visualizza quali componenti accusano malfunzionamenti o anomalie. La visualizzazione di materiali multimediali (animazioni, modelli 3D, ipertesti, videoclip) tramite realtà aumentata permette di amplificare il numero di informazioni contestuali ricevute dall’operatore sul suo device wearable, per esempio occhiali mono/bioculari, consentendogli di intervenire a “mani libere” e in tutta sicurezza.

Il supporto digitale distribuito su piattaforme avanzate come VR e AR va quindi a sostituire del tutto i manuali cartacei, migliorando grazie alla sua interattività ed efficienza, la velocità degli interventi, riducendo i costi e aumentando il livello di sicurezza per il personale addetto. Tre vantaggi indiscutibili per qualsiasi tipologia di azienda.

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Mario Bosisio
Giornalista

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