Criar interfaces complexas e dinâmicas para interagir em um ambiente real, por exemplo, um painel de controle com diversos botões e instrumentos de leitura para operação, que na realidade não existem, apenas o painel e uma interface digital com o operador, aparecendo a experiência dos botões e os instrumentos, podendo interagir como se fossem reais.
Este desejo já pode ser realizado através da Realidade Aumentada RA, ou Augmented Reality (AR), tecnologia habilitadora da Indústria 4.0, já é uma realidade na indústria.
Em nosso texto vamos descrever de forma breve, com os principais pontos sobre a RA, falando sobre o seguinte contexto, lembrando que este texto não esgota o assunto:
- Obter, através da Realidade Aumentada RA, dados em tempo real no equipamento ou processo, do status de produção e suas tendências
- Ter o diagnóstico do ativo em tempo real com a RA, tendências e suporte quanto ao modo de manutenção
- Interagir em tempo real no campo, na produção e manutenção, com o equipamento ou processo usando a RA
Para colocar foco em um assunto tão extenso, vamos limitar nosso tema as seguintes questões:
- O que é a RA Realidade Aumentada e sua evolução
- Como funciona a RA e suas tecnologias
- Como aplicar a RA na Indústria
A realidade aumentada não é tema recente, veja um breve histórico resumido dos principais pontos de sua evolução:
1968 – PRIMEIRO HEADSET
- Desenvolvido por Ivan Sutherland
- Usado para mostrar desenhos em uma tela simples
1990 – REALIDADE AUMENTADA
- O termo foi cunhado pela primeira vez
- Pelo pesquisador da Boeing Tom Cludell
1994 – DANÇA NO CYBERSPACE
- 1ª produção de teatro AR por Julie Martin
- Projeção em destaque de objetos virtuais
2009 – AR PARA WEB
- Trazido por Hirokazu Kato – ARToolKit
- Um kit de ferramentas de código aberto para desenvolver conteúdo AR
2017 – AR KIT E AR CORE
- Lançado pela Apple e Google Respectivamente
- Experiência otimizada com iOS e Android
As experiências sobre realidade variam desde o ambiente real (físico) até o ambiente totalmente virtual, podendo ter um ambiente de Realidades Misturadas, este conceito de aplicações se dá pelo estudo do CONTÍNUO DE MILGRAM.
De tudo isso, podemos então, conceituar a RA, sendo, Realidade Aumentada RA (Augmented Reality), é uma tecnologia que associa o objeto físico com o objeto virtual criado, permitindo ao usuário a integração em um único ambiente, podendo obter informações em tempo real e interagir no ambiente, criando uma experiência de múltiplas dimensões.
Benefícios da utilização de Realidade Aumentada
A utilização de RA, promove diversos benefícios, podemos listar alguns abaixo:
- Estar fisicamente no ambiente a ampliar a dimensão de informações em tempo real
- Tomar decisões com informações processadas de tendência e futuro projetado
- Interagir no ambiente sem elementos físicos, aumentando a velocidade e reduzindo custos
- Interação entre diversos usuários da RA em ambientes diversos, podendo trocar informações e ações
Ainda que a tecnologia já esteja sendo utilizada, temos diversos desafios ainda para melhorar em termos de aprimorar cada vez mais a experiencia:
- Aproximar ao máximo o campo real do virtual (experiencia – latência)
- Interação e resposta dos dois ambientes iguais
- Interface vestível e o mais natural possível
- Sistema em aprendizado para interação
- Nova cultura
A composição da tecnologia habilitadora de RA, basicamente está na centralização de um sistema que gera o ambiente ou realidade, além dos componentes que farão parte da interação, um sistema computacional de alta capacidade, conectado a um processo e uma camada de IoT Internet das Coisas, podendo interagir, quanto ao usuário da experiência, ele pode utilizar um óculo de RA, um tablet ou celular.
Funcionamento da Realidade Aumentada
O funcionamento do sistema de RA se dá através do desenho do ambiente referenciado, o mais próximo da realidade com os objetos sobrepostos, com interação dos dados do processo, o sistema RA mistura e interage os dois, permitindo total interação sobreposta do digital sobre o físico.
A sensação de interação dentro da experiência se dá através de localização referenciada, onde há associação por:
- Por marcadores, que podem ser molduras impressas
- Marcadores fiduciais, isto é, imagens que representam um objeto conhecido do sistema (uma porta ex.)
- Sensores ópticos, magnéticos, algo que interaja um sinal no sistema
- Por GPS integrado
Para a marcação do objeto referenciado que será sobreposto, utiliza-se a técnica dentro da tecnologia da RA, chamada de Tracking ou Rastreamento, que é:
- Baseado em Visão
- Com sensores Infra Vermelho
- Com identificadores visíveis
- Com marcadores fiduciais
- Quadrado Plano
- Círculos concêntricos
- Formas geométricas específicas
- Com marcadores naturais
- Com rastreadores do modelo dos objetos (linhas, círculos, etc)
- Com rastreamento da estrutura 3D da cena
- Demais sensores
- Magnético
- GPS
- Sensores Inerciais
- Híbrido
As cenas, onde chamamos as telas que aparecem na experiência, podem ser:
- 1D – Texto
- 2 D – Gráficos ou cenas
- 3 D – Objetos acrescidos a cena
E a RA, se caracteriza pelo tipo de visualização que a experiencia e interação promove, sendo os tipos:
Quanto à Direção de Visualização:
- Visada Direta (manipulação e observação na mesma visada, usuário determina a direção de observação)
- Ótica (elemento virtual projetado sobre a observação do real) por Vídeo (elemento virtual inserido na reprodução do real)
- Visada Indireta (manipulação e observação em visadas diferentes, usuário não determina a direção de observação)
- Projetor (imagem aumentada é apresentada em um plano)
- Monitor (imagem aumentada é apresentada em um monitor)
Quanto ao Controle da Visualização:
- Acoplado à cabeça
- Acoplado à mão (Handheld)
- Desacoplado (Ponto fixado no ambiente)
Para implantar um sistema de RA, leva-se em conta o seguinte roteiro, lembrando que não é tema de nosso texto explicar cada etapa:
- Coletar dados do processo a ser virtualizado e sobreposto
- Criar o modelo e desenho das interfaces o mais próximo da realidade
- Criar o mapeamento dos pontos de movimento do ambiente e interação
- Criar a experiência, unido o ambiente, referencias, pontos, movimento e interação
- Visualizar e utilizar
Como podemos ver não há limite quanto a aplicações de RA, em nosso caso, vamos pontuar algumas aplicações na indústria, foco de nosso tema:
- Operação de processos local sem interface física
- Monitoramento de ativos para manutenção conectados na rede
- Acompanhamento de produção na linha
- Análise de qualidade de produto em tempo real na produção
- Suporte para manutenção integrado a distância
- Análise de cenários a partir de eventos no ambiente local
O conceito de virtualização é amplo, podemos ter diversas associações quanto a Realidade Aumentada e Realidade Virtual, podemos listar abaixo alguns outros tipos de realidade e experiências:
- Realidade Misturada ou Mista (RA + RV)
- Virtualidade Aumentada – VA
- Realidade Diminuída – RD
- Hiper Realidade – HR (RA+RV+IA)
- Realidade Cruzada – RC (sentidos)
- Realidade Ubíqua – RU – Interagir no Mundo
- Realidade Pervasiva – RP – O Ambiente se transforma
Em relação a continuidade da evolução da RA, podemos pontuar algumas tendências para acompanharmos e ficarmos atentos:
- Mudança radical na questão interface na indústria
- Equipamentos vestíveis
- Interação com Voz e IA Inteligência Artificial
Conclusão
Concluímos que a Realidade Aumentada é uma Tecnologia Habilitadora da Indústria 4.0, é uma tecnologia que evoluiu e é uma realidade para aplicações na indústria, mudando o formato de interações Homem-Máquina, ajudando a construir a Indústria Digital, mais inteligente, segura e competitiva.
