Augmented Reality Applications in Logistic Domain ARALD Augmented Reality Applications in Logistic Domain Progetto di ricerca

L’espressione “realtà aumentata” –augmented reality è stata coniata agli inizi degli anni ’90 da due ricercatori della Boeing Company [Caudell e Mizell, 1992] con riferimento alla percezione visiva che si otteneva mediante un congegno di loro invenzione – un casco sul quale erano stati montati due visori -, che, indossato dai piloti di aereoplano, era in grado di mostrare dati relativi alle procedure di volo e di atterraggio, pur senza ostruire la normale visione del mondo reale, permettendo così di incrementare quest’ultima con alcune informazioni aggiuntive. AR Definizione

L’AR si riferisce dunque a un arricchimento della realtà mediante informazioni virtuali di diverso tipo e formato (grafico, testuale, sonoro ecc.), che permette di accrescere la percezione sensoriale oltre i suoi normali limiti, consentendo così una migliore e più approfondita conoscenza del reale. Normalmente consideriamo realtà ciò che abbiamo di fronte, ciò che vediamo con i nostri occhi e, più in generale, ciò che sperimentiamo con i nostri sensi. Non per questo però, possiamo ritenere non reale tutto ciò che non riusciamo a cogliere direttamente attraverso la percezione sensoriale.  AR Definizione

Per esempio, davanti a una scatola chiusa contenente un libro, i nostri occhi ci suggeriscono di essere in presenza di un contenitore, ma non possono dirci cosa esso contenga o, addirittura, se contenga effettivamente qualcosa; non per questo il libro al suo interno può considerarsi non reale, è semplicemente parte di una realtà che non possiamo sperimentare in modo immediato, senza cioè aprire la scatola e verificare. Insomma, la realtà per sua natura non è in grado di raccontarsi completamente ai nostri sensi in modo diretto, ma fornisce soltanto una parte limitata delle informazioni che possono esserci utili. AR Definizione

Se trovandoci a Pisa e guardando la Torre volessimo sapere quanto è alta, dovremmo metterci a sfogliare una guida della città o recarci a un punto di informazione turistica per domandarlo. Si viene così a creare una sorta di gap tra ciò che si può conoscere immediatamente attraverso i cinque sensi e ciò che si può sapere in più con l’aiuto di altri mezzi. Grazie all’utilizzo di dati virtuali, che vanno a collocarsi all’interno del contesto reale l’AR consente all’utente di ottenere informazioni aggiuntive in modo diretto e immediato, semplicemente sperimentando (guardando, ascoltando...) ciò che gli interessa. Con uno smartphone dotato di un’applicazione AR è sufficiente guardare il monumento per conoscerne immediatamente l’altezza -inquadrandolo attraverso la telecamera dello smartphone, apparirebbe sullo schermo con l’informazione cercata sovraimpressa-. Il processo cognitivo viene così ridotto al minimo, sia per quanto riguarda i tempi sia per quanto riguarda la sua complessità. AR Definizione

AR-> AV -> VR Definizione Diagramma di Milgram, che mostra il continuum tra reale e virtuale AR-> AV -> VR Definizione

AR-> AV -> VR Definizione Se ci muoviamo da sinistra verso destra, lasciando il campo del reale ed entrando nella MR, incontriamo l’AR, dove reale e virtuale coesistono, ma dove la realtà ha un ruolo predominante rispetto ai dati virtuali aggiuntivi; proseguendo ulteriormente verso destra, si ha un progressivo aumento dei dati virtuali a discapito di quelli reali e pian piano si abbandona l’AR per entrare nell’ambito della “virtualità aumentata” -augmented virtuality dove coesistono ancora dati reali e virtuali, ma dove, adesso, sono i secondi ad essere predominanti, mentre i primi si limitano ad incrementare con qualcosa di realmente esistente un ambiente completamente ricostruito. Quando i dati reali saranno stati completamente sostituiti da quelli virtuali, arriveremo, infine, alla VR. Mentre la VR riguarda l’immersione in un mondo artificiale, la AR si interessa di rendere la realtà più significativa sovrapponendo elementi virtuali strettamente correlati con il mondo reale stesso. AR-> AV -> VR Definizione

AR-> AV -> VR Definizione Dal confronto con VR e AV, emergono più chiaramente gli obiettivi dell’AR. Mentre le prime due mirano sostanzialmente a sostituirsi (del tutto o in parte) alla realtà, l’AR parte proprio da questa, prefiggendosi di aumentarne la percezione. Se dunque nel caso di VR e AV si ha una maggiore possibilità creativo-inventiva, nel caso dell’AR si riesce a mantenere un più solido legame con la realtà; in tal modo, viene lasciato all’uomo un margine di azione più ampio, aprendo così un vasto orizzonte di possibili applicazioni. AR-> AV -> VR Definizione

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni in ambito militare Lo sviluppo dell’AR ha avuto inizio dal campo militare . Le principali applicazioni riguardano la simulazione delle missioni, che avviene mediante la proiezione di target virtuali nell'ambiente reale e il supporto tecnico-logistico, attraverso la sovrapposizione real-time sugli oggetti reali di interesse, di informazioni relative all’ambiente circostante, allo schieramento delle forze amiche e ai possibili pericoli, rappresentate in modo da arrivare all’utente nella forma più intuitiva possibile. Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR  Applicazioni nel marketing e nel commercio La sua natura coinvolgente rende l’AR uno strumento di marketing allettante. La fusione dei due mondi permette di far entrare in quello reale i contenuti virtuali propri della pubblicità, che, non più mediati da televisori, riviste o cartelloni, interagiscono ora direttamente con l’utente. L’AR si rivela utile anche per il consumatore, perché gli fornisce informazioni aggiuntive sul prodotto da acquistare o, addirittura, gli permette di“guardare”dentro la confezione senza bisogno di aprirla                                                                                                            Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR  Applicazioni per l’architettura, il design e l’arredamento Poter sovrapporre modelli tridimensionali virtuali di oggetti verosimili (che simulano cioé oggetti realmente esistenti) su un ambiente reale ha il pregio di consentire agli utenti di visualizzare il mondo esterno come se tali oggetti fossero realmente presenti. Un campo in cui tale possibilità viene pienamente sfruttata è l’architettura. Con l’avvento dei programmi di progettazione assistita dal computer –come per esempio AutoCAD-, l’architetto, alla fine del suo lavoro, ha a disposizione proprio un modello 3D virtuale della struttura da realizzare; poterla visualizzare direttamente sul sito reale dove essa dovrà essere costruita                                                                                                 Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni per l’archeologia e i beni culturali L’AR può essere sfruttata assai proficuamente anche nell’archeologia e nei beni culturali. É possibile infatti ricreare antiche città o scenari direttamente in situ, sovrapponendo la ricostruzione virtuale di edifici e monumenti sulle loro attuali rovine). Tale approccio consente un’immersione totale nel periodo storico di interesse, migliorandone notevolmente la comprensione.                                                                                      Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni per sistemi di manutenzione e controllo industriale L’AR può essere utilizzata per il controllo di processi industriali complessi e la manutenzione di apparecchiature sofisticate. Grazie all’AR un unico operaio specializzato può guidare a (qualunque) distanza personale non specializzato, non solo via audio, ma anche con materiale visivo virtuale di supporto (frecce, target, icone, immagini...)sovraimpresso alle apparecchiature reali                                                                                                                        Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni in ambito medico-chirurgico Il campo della medicina è stato ed è tuttora uno degli ambiti di ricerca sull’AR più promettente. Alla base delle molteplici possibilità offerte, vi è la capacità di visualizzare direttamente sul corpo modelli tridimensionali di strutture anatomiche e alterazioni patologiche, costruiti a partire da immagini radiologiche specifiche del paziente in esame nonché qualsiasi altra informazione utile ai fini di una diagnosi o di un intervento chirurgico.                                                                                         Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni per il turismo La diffusione esponenziale di tablet e smartphone, che tramite GPS e IMU integrati sono in grado di geolocalizzare l’ambiente circostante e tramite la telecamera di rappresentarlo sullo schermo, ha già dotato un alto numero di persone di strumenti perfetti per applicazioni AR su scala geografica: tutte le informazioni richieste possono essere recuperate e sovraimposte ai monumenti e ai luoghi di interesse, limitando così al massimo -come già detto- i tempi e le difficoltà che comporterebbe ricavarle in altro modo. Applicazioni per l’intrattenimento La possibilità di far comunicare tra loro reale e virtuale apre la strada a nuove forme di intrattenimento in cui il soggetto si sente maggiormente coinvolto rispetto a quanto accade nella VR. Campi di applicazione dell’AR

Campi di applicazione dell’AR Applicazioni per la vita di tutti i giorni Alle soluzioni pensate per ambiti specifici, si affianca una lunga lista di applicazioni pensate per fornire informazioni riguardo ai piccoli grandi problemi di tutti i giorni: orari di chiusura e apertura di un ufficio, disponibilità e prezzo di alcuni prodotti in un determinato negozio, percorsi dei mezzi di trasporto, ubicazione della propria autovettura in un grande parcheggio, condizioni del traffico stradale, previsioni meteo ecc.                                                                                                                              Campi di applicazione dell’AR

Il contesto di riferimento Un caso concreto: PROGETTO ARALD Movimentazione merci in ambienti outdoor Movimentazione merci in ambienti indoor Addestramento e manutenzione mezzi Assistenza real-time, localizzazione indoor Il contesto di riferimento

Il Progetto di ricerca ARALD Il progetto ARALD prevede attività di ricerca e sviluppo sperimentale di un ambiente di Realtà Aumentata applicata al supporto delle attività operative afferenti alla movimentazione delle merci, in ambiti mappati indoor outdoor ed il supporto alla manutenzione, controllo remoto e risoluzione di problemi di funzionamento per apparecchiature meccaniche ed elettromeccaniche di mezzi di movimentazione merci di magazzino (carrelli elevatori, transpallet, etc.). Il Progetto di ricerca ARALD

Partnership Partecipanti al progetto Finanziatori Progetto di ricerca finanziato dalla Regione Abruzzo attraverso Abruzzo Sviluppo, con fondi comunitari. Partecipanti al progetto Finanziatori Partnership

Unità di ricerca e prototipazione UNITA’ DI RICERCA n.1 studio di un sistema di localizzazione indoor e outdoor e prototipazione di un modulo di navigazione AR UNITA’ DI RICERCA n.2 prototipazione di un sistema di addestramento e manutenzione e studio delle interfacce applicative in AR Unità di ricerca e prototipazione

UR1: Il Sistema PickAR

I Moduli del sistema PickAR Modulo di localizzazione indoor ed outdoor Modulo di navigazione AR I Moduli del sistema PickAR

Obiettivo della UdR è lo studio di interfacce applicative in AR attraverso le quali accedere a contenuti formativi e manualistica ipermediale. L'utilizzo di interfacce in AR permetterà al personale addetto alla manutenzione dei mezzi di movimentazione merci di intervenire con più efficacia sui mezzi, effettuando un riconoscimento visivo di elementi 3D che, resi interattivi, permetteranno un accesso alla banca dati tecnica. UR2: Il Sistema di 3dLAR

Piattaforma applicativa Ambiente cloud Internet per accesso a modelli 3D, manualistica interattiva, courseware, simulazioni e unità di apprendimento (learning objects) Ambiente client su dispositivi mobili e desktop Tracking bi e tridimensionale Piattaforma applicativa

Tracciamento dei Modelli digitali Il tracciamento 3D di oggetti reali costituisce una delle sfide più difficili per i ricercatori che operano nel campo della Computer Vision e della Realtà Aumentata. La possibilità di riconoscere e tracciare oggetti 3D reali costituisce anche uno dei requisiti fondamentali per applicazioni avanzate in molti settori industriali. Acquisizione di modelli 3D di oggetti complessi o parti di essi, con riconoscimento tramite algoritmo di edge tracking; riconoscimento di ambienti 3D mediante tecnologia SLAM. Tracciamento dei Modelli digitali

Interazione e programmazione degli eventi Individuazione di oggetti in tempo reale, tramite edge tracking, SLAM o ID Marker. Interazione su device tablet e occhiali con gestione di risorse associate all’oggetto (3dflows, diagrammi e video). Interazione e programmazione degli eventi

Devices utilizzati EPSON Moverio BT200 Google glass Tablet Android - IOS Devices utilizzati

Sperimentazione pilota in campo

Tiriamo le somme….