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Sep 28, 2023

Assistenza e manutenzione degli aerei con la realtà aumentata

La manutenzione degli aerei moderni è un processo complesso. L’uso di occhiali intelligenti AR con visualizzazione delle informazioni 3D dovrebbe facilitare i lavori di riparazione e manutenzione per i meccanici aeronautici. Virtuale

La manutenzione degli aerei moderni è un processo complesso. L’uso di occhiali intelligenti AR con visualizzazione delle informazioni 3D dovrebbe facilitare i lavori di riparazione e manutenzione per i meccanici aeronautici. Elementi virtuali come istruzioni, visualizzazioni e strumenti tecnici possono essere gestiti tramite il controllo dei gesti, della voce e dello sguardo. Con l'aiuto di sistemi di realtà aumentata, i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la comunicazione, l'elaborazione delle informazioni e l'ergonomia (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. Negli aerei come l'Airbus A400M, il motore stesso è composto da più di 10.000 singole parti. L'assistenza e la manutenzione dell'aeromobile sono quindi compiti impegnativi. Fino ad oggi, i manuali operativi stampati hanno guidato i meccanici aeronautici nel loro impegnativo lavoro. Tuttavia, questi manuali strutturati in modo sistematico sono ingombranti e possono quindi essere difficili da usare, soprattutto quando è necessario consultare più manuali contemporaneamente.

Problemi con le rappresentazioni bidimensionali di attività di assemblaggio complesse

In aree anguste come la cabina di pilotaggio, destreggiarsi tra i documenti comporta problemi di spazio e mancanza di chiarezza. Inoltre, le rappresentazioni bidimensionali di compiti di assemblaggio complessi non sono sempre autoesplicative e possono essere fuorvianti. Nel peggiore dei casi, ciò può portare a errori di manutenzione. Le guide virtuali 3D, che vengono sovrapposte nel campo visivo di chi lo indossa quando utilizza gli occhiali intelligenti AR, potrebbero risolvere questi problemi e sostituire a lungo termine le istruzioni di manutenzione bidimensionali. I ricercatori che lavorano al progetto "Ariel" nel dipartimento "Sistemi uomo-macchina" del Fraunhofer FKIE hanno valutato come la realtà aumentata può aiutare i meccanici aeronautici nei lavori di manutenzione, utilizzando due casi d'uso: "Installazione di un'unità di visualizzazione nella cabina di pilotaggio" e " Manutenzione di una batteria in officina» — a titolo di esempio. I concetti del prototipo dell'Airbus A400M sono stati testati con due tipi di occhiali AR: Microsoft HoloLens 2 ed Epson Moverio BT-300. L'attenzione si è concentrata sulla progettazione di visualizzazioni di informazioni 3D adeguate e di tecniche di interazione come gesti, sguardo e controllo vocale. Cinque meccanici aeronautici sono stati coinvolti nei test, che hanno tenuto conto dei problemi di usabilità, esperienza dell'utente e comfort.

"Lo sviluppo del concetto ha incluso molti aspetti, come prendere in considerazione le conoscenze degli esperti del settore, analizzare gli approcci adottati dalle persone testate sul posto di lavoro, controllare la loro attrezzatura personale e la loro compatibilità con gli occhiali intelligenti AR e sviluppare un'interazione unica concetto per ogni paio di occhiali, in base ai diversi requisiti nelle categorie di utilizzo, organizzazione e design", spiega Martin Mundt, scienziato del dipartimento "Sistemi uomo-macchina", riassumendo la linea di condotta. I concetti sono stati adattati anche ai campi di applicazione fortemente contrastanti: il primo di questi è stata la cabina di pilotaggio, in cui l'ampia interazione gestuale è limitata e dove c'è anche un livello di rumore maggiore, che influenza il possibile riconoscimento vocale. Inoltre è stato creato un concetto per un ambiente di officina. Con l'illuminazione controllata, era particolarmente adatto al rilevamento automatico degli oggetti. “Abbiamo ampliato le normative esistenti, le abbiamo implementate in 3D e le abbiamo integrate con animazioni che visualizzano determinati passaggi direttamente sul componente visualizzato virtualmente. Ciò potrebbe essere, ad esempio, la misurazione della resistenza della batteria o annotazioni speciali sul modello della cabina di pilotaggio”, spiega il ricercatore.

Il team si è affidato a tecniche di input multimodali, che hanno consentito all'utente di interagire indipendentemente dai vincoli imposti dall'attività in questione o da determinate variabili ambientali. A questo scopo sono stati progettati diversi elementi di interazione che possono essere gestiti tramite il controllo dello sguardo e dei gesti. Sono stati presi in considerazione vari approcci per evitare input indesiderati quando si utilizza il controllo dello sguardo. Alla fine, si è deciso di realizzare un input osservando brevemente l'elemento di interazione. Un indicatore (simile a una barra di avanzamento) si riempie, mostrando per quanto tempo l'utente deve ancora guardare l'elemento per attivarlo. In alternativa, l'utente può attivare l'elemento di interazione premendolo con il dito indice.