Quindicinale, Numero 54 - 4 ottobre 2017

La fabbrica del futuro è già aumentata

La dimestichezza diffusamente acquisita coi computer sarà necessaria anche col virtuale
La fabbrica del futuro è già aumentata
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Nel prossimo futuro la fabbrica, intesa oggi come uno spazio fisico reale comprendente operatori umani, macchine, linee robotizzate e sistemi di movimentazione autonomi, integrerà un ulteriore mosaico digitale multidimensionale, che comprenderà gli spazi virtuali nei quali l’essere umano potrà percepire ed anche interagire in modo indistinguibile con la presenza di robot umanoidi o umani virtuali.

Queste ultime due categorie verranno utilizzate come fornitori di manodopera e/o servizi in ambito industriale.

Sebbene oggi la componente digitale dei sistemi produttivi manifatturieri è diventata fondamentale nella gestione dei processi produttivi, è comunque ancora considerata come qualcosa di integrato nel background della macchina o dell’impianto. Nella fabbrica del futuro, il mondo digitale rappresenterà invece un substrato costitutivo primario, quasi indistinguibile dalla natura stessa della realtà. Nel continuum percettivo che si muove tra la fisicità del mondo reale e un ambiente puramente virtuale, quindi completamente generato da un computer, esistono diverse condizioni di realtà “mista” che, a seconda se venga scelto come riferimento rappresentativo una realtà fisica o una realtà di sintesi, sono denominate rispettivamente Realtà Aumentata o Virtualità Aumentata.

Ambienti virtuali industriali: i computer di domani

All’estremo dello spettro di realtà sintetiche, in cui si considerano scenari totalmente generati dal computer, sono posizionati gli Ambienti Virtuali, che sono oggi diffusamente utilizzati in ambito industriale. Le principali funzioni riguardano sia la simulazione di condizioni di pura presenza, in cui il tecnico ha la possibilità di osservare nelle fasi di progettazione ciò che accade ad esempio all’interno di una macchina o di un impianto, o la simulazione delle condizioni operative di processi industriali durante le varie fasi di utilizzo. Ambienti Virtuali industriali, oltre ad offrire una vasta gamma di opportunità per il training dell’operatore all’interno di scenari simulati, possono consentire ad esempio la valutazione della funzionalità e del layout di impianti o macchine complesse ancor prima di effettuare operazioni di manutenzione sull’impianto reale.

Il successo dell’introduzione di sistemi di Ambienti Virtuali in ambito industriale è originato dalla disponibilità di modelli digitali della macchina o dell’impianto considerato: la particolarità offerta dagli Ambienti Virtuali di analizzare il problema operando in condizioni di spazio tridimensionale avvicina l’operatività nel virtuale ai processi di acquisizione di conoscenza normalmente utilizzati dall’essere umano nella realtà. Le tecnologie di Ambienti Virtuali Immersivi permettono, attraverso l’integrazione di stimoli percettivi multimodali, di implementare condizioni di co-locazione, in cui l’operatore umano è in grado di percepire l’oggetto virtuale 3D nello spazio di lavoro delle proprie mani, sintetizzando quindi un approccio enattivo, cioè legato al saper fare, anche nel mondo artificiale.

Tale condizione sarà sempre più sfruttata nel futuro al punto che per i tecnici ed i tecnologi dei prossimi decenni sarà del tutto indifferente poter manipolare ed esplorare sia oggetti virtuali che reali. Si vuole sottolineare come tale similitudine non riguarderà unicamente gli aspetti senso-motori della interazione tra umano e virtuale, ma anche quelli cognitivi coinvolti ad esempio nell’operazione di assemblaggio o manutenzione.

 

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La pervasività di entità virtuali nel contesto della fabbrica del futuro incomincia oggi a manifestarsi con i primi esempi di sistemi di Realtà Aumentata. Per mezzo di questa tecnologia è possibile presentare visivamente all’operatore umano diverse tipologie di dati (numerici, grafici, oggetti tridimensionali) generati e presentati dal computer secondo una prospettiva di prima persona dell’utente e contestualizzati, in modo coerente con il suo punto di vista, nell’ambiente reale in cui opera. Si ritiene che questa tecnologia, unita alle tecnologie di comunicazione innovative e che oggi trovano un notevole interesse applicativo nella IoT, potrà affermarsi come l’infrastruttura cardine per la trasmissione a distanza di conoscenza enattiva. Non solo, le future piattaforme di Realtà Aumentata permetteranno al tecnico industriale di percepire la presenza diretta di colleghi localizzati, nello stesso istante, ad esempio in luoghi geograficamente remoti, secondo sembianze di umani virtuali dall’aspetto indistinguibile dal loro duale reale remoto.

Si ritiene che le future tecnologie di Ambienti Virtuali e tutte quelle che apparterranno allo spettro delle realtà artificiali generate nel mondo digitale, forniranno uno strumento fondamentale per l’industria in quanto permetteranno al personale tecnico di cambiare il modo di percepire l’altro e la propria relazione con il mondo delle macchine. I futuri umani virtuali presenti nello spazio fisico della fabbrica dimostreranno come il mondo virtuale sarà sempre più interallacciato con lo spazio reale. Ad oggi ciò non può ancora accadere, se non in rari esempi di attività sperimentali di ricerca, in quanto le tecnologie di interfaccia necessarie per implementare questi concetti sono ancora in fase di sviluppo.

Ambienti Virtuali e Realtà Aumentata assumeranno, nella futura realtà della fabbrica, la stessa valenza che svolge oggi il computer nello sviluppo dell’innovazione tecnologica e sociale.

 

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Autore
Professore Ordinario di Meccanica Applicata presso la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. È Direttore dell’Istituto di Tecnologie per la Comunicazione, Informazione e Percezione della Scuola. Ha fondato nel 1991 il Laboratorio di Robotica Percettiva, dove svolge attività di ricerca su temi di Robotica Indossabile, Interfacce Aptiche e Ambienti Virtuali.
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