Hurtigere vedligeholdelse med Augmented Reality

I en ikke alt for fjern fremtid vil det måske være muligt at tage et par augmented-reality (AR) briller på i stedet for at fumle med en manual, mens du forsøger at reparere en bilmotor. Instruktioner overlejret på den virkelige verden ville vise, hvordan man udfører en opgave ved for eksempel at identificere præcis, hvor tændspolen var, og hvordan man tilslutter den korrekt.

Hurtigere fix : En amerikansk marinetekniker bærer et augmented-reality-headset, mens han udfører en vedligeholdelsesopgave inde i et pansret køretøj.

Et nyt AR-system udviklet ved Columbia University begynder at gøre netop dette, og test udført af marinemekanikere tyder på, at det kan hjælpe brugere med at finde og begynde en vedligeholdelsesopgave på næsten halvdelen af ​​den sædvanlige tid.

AR har længe vist potentiale for både underholdning og praktiske applikationer, og de første kommercielle applikationer begynder at dukke op i smartphones, takket være billigere, mere kompakte computerchips, kameraer og andre sensorer. Indtil videre har disse apps dog hovedsageligt været begrænset til at give anvisninger. Men forskere arbejder også på mange praktiske applikationer, herunder måder at hjælpe med specifikke reparations- og vedligeholdelsesopgaver.

Columbia-forskerne arbejdede sammen med mekanikere fra US Marine Corps for at måle fordelene ved at bruge et AR-headset, når de udførte reparationer af et let pansret køretøj. I øjeblikket skal marinemekanikere henvise til en teknisk manual på en bærbar computer, mens de udfører vedligeholdelse eller reparationer inde i køretøjet, som har mange elektriske, hydrauliske og mekaniske komponenter i en trang plads.

En bruger bærer en hovedbåret skærm, og AR-systemet giver assistance ved at vise 3D-pile, der peger på en relevant komponent, tekstinstruktioner, flydende etiketter og advarsler og animerede 3D-modeller af de relevante værktøjer. En Android-drevet G1-smarttelefon, der er fastgjort til mekanikerens håndled, giver touchscreen-kontroller til at finde den næste sekvens af instruktioner.

Ideen var at præsentere en bruger for den information, de har brug for for at finde og løse problemer på en måde, der bliver mere effektiv og præcis, siger Steven Feiner , professor i datalogi og direktør for Laboratoriet for computergrafik og brugergrænseflader hos Columbia, som udførte forskningen med Steven Henderson , en assisterende professor ved United States Military Academy's Department of Systems Engineering. Henderson og Feiner præsenterede deres papir på International Symposium on Mixed and Augmented Reality ( ISMAR 09 ) i Orlando, FL, sidste torsdag, hvor den vandt konferencens pris for bedste papir.

Arbejdet giver mere indsigt i, hvad AR kan bidrage med i reparations- og vedligeholdelsesdomænet, og i hvilke specifikke situationer AR-grænseflader kan være nyttige og fordelagtige, siger Tobias Höllerer , cochair for ISMAR 09 og lektor ved University of California, Santa Barbara.

Henderson og Feiner indsamlede først laserscanninger og fotografering af indersiden af ​​køretøjet. De byggede en 3D-model af køretøjets cockpit og udviklede software til at dirigere og instruere brugere i at udføre individuelle vedligeholdelsesopgaver. Ti kameraer inde i cockpittet blev brugt til at spore positionen af ​​tre infrarøde LED'er, der var knyttet til brugerens hovedbårne skærm. I fremtiden foreslår holdet, at det kan være mere praktisk, at kameraer eller sensorer bæres af brugerne selv.

Seks deltagere udførte 18 opgaver ved hjælp af AR-systemet. Til sammenligning brugte de samme deltagere også et usporet headset (som viser statiske tekstinstruktioner og visninger uden pile eller retning til komponenter) og en stationær computerskærm med samme grafik og modeller, som blev brugt i headsettet. Mekanikerne, der brugte AR-systemet, lokaliserede og startede reparationsopgaver i gennemsnit 56 procent hurtigere, end når de havde det usporede headset på, og 47 procent hurtigere, end når de kun brugte en stationær computerskærm.

Fra et forskningsmæssigt synspunkt er [dette arbejde] den bedste sammenligning endnu af de forskellige tilgange, du kan tage mellem et normalt multimediesystem, et bærbart og et fuldt udvidet virkelighed, siger professor ved Georgia Institute of Technology Blair MacIntyre , som tidligere har arbejdet med Feiner, men ikke var involveret i dette projekt.

Dernæst ønsker teamet at udvide AR-systemet, så det fortæller brugerne, hvordan de udfører en opgave bedre og hurtigere. Vi tror på, at vi ved at være opmærksomme på selve opgaven og give råd om, hvordan man gør det, kunne få lignende typer forbedringer ved hjælp af AR, siger Feiner. Det er noget, vi meget gerne vil udforske. Med hensyn til praktiske AR-systemer til udbredt brug, siger Feiner, at det vil være vigtigt at have skærme, der ikke er for besværlige eller omfangsrige.

Selvom Columbia AR-systemet blev designet til at hjælpe uddannet personale med at reparere et bestemt køretøj, kunne lignende teknologi have en bredere indvirkning, siger MacIntyre. Sådan et system kunne hjælpe almindelige bilmekanikere og i sidste ende almindelige chauffører. Hvis du vil bygge et kompliceret system med al information om motoren, kan du derefter bygge en afisoleret version [der] gør det mere muligt at bygge disse slutbrugersystemer, siger han. MacIntyre tilføjer, at en smartphone-app, der viser, hvordan man skifter en motors olie, sandsynligvis ikke er langt væk, men at headset-teknologien sandsynligvis vil tage længere tid at nå frem.

skjule