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Realtà Aumentata e Realtà Virtuale: casi studio applicativi

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L’interessante libro di Steve Aukstakalnis (Practical Augmented Reality: A Guide to the Technologies, Applications, and Human Factors for AR and VR (Usability), Addison-Wesley Professional, Indianapolis, 2017) propone una galleria di casi studio provenienti da molteplici settori. Alcuni sono interessanti anche nell’ambito della comunicazione tecnica

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Realtà Aumentata e Realtà Virtuale: casi studio applicativi

  1. 1. Keas.r.l.| ViaStrà, 102 | 37042 Caldiero(VR) Tel.:+39 045 6152381 Web:www.keanet.it|E-mail:info@keanet.it 1 Realtà Aumentata e Realtà Virtuale | Settembre 2017 Realtà Aumentata e Realtà Virtuale: casi studio applicativi L’interessante libro di Steve Aukstakalnis (Practical Augmented Reality: A Guide to the Technologies, Applications, and Human Factors for AR and VR (Usability), Addison-Wesley Professional, Indianapolis, 2017) propone una galleria di casi studio provenienti da molteplici settori. Alcuni sono interessanti anche nell’ambito della comunicazione tecnica Inizioe fine del librodi Steve Aukstakalnissonodedicati rispettivamente all’esposizionedellameccanicadi vista,uditoe tatto, nonché dei dispositivi di VR(VirtualReality,RealtàVirtuale) atti asupportarli,e a considerazionisui disturbifisici che VRe AR (AugmentedReality,RealtàAumentata) possonoingenerare, nonché suaspetti legali e sociali. Nel corpocentrale del libro,Aukstakalnispresentainvece unagalleriadi interessanti casi studioprovenienti da molteplici settori. Mentre la AR sovrappone aoggetti/ambienti fisici unoopiùlivelli di informazioni digitali, la VR sostituisce l’ambiente fisico con quello creato digitalmente in 3D, mirando a immergere la persona nella realtà alternativa, sollecitando opportunamente e in modo coordinato vista, udito, tatto e, in alcuni casi, anche l’olfatto. Un fattore di successodellaVRè ladisponibilitàdi connettori frale soluzioni software e hardware di VR e i piùdiffusi softwareCAD,CAMe CIM, usati pergenerare oggetti/ambienti 3D. Aukstakalnis sottolinea che, al di là di applicazioni militarie aerospaziali, è il settore deigiochi atrainare potenzialmenteil mercatodella VR.I costi di queste soluzioni sonotuttaviaancoraelevati,se paragonati aquelli delle consolle:peresempio il dispositivodi visualizzazione 3DimmersivaOculushaun costo di circa 600 dollari a cui l’utente dovrebbe sommare quellodel giocoe dell’acquistoeventuale di un PC con scheda grafica sufficientemente potente (Aukstakalnis afferma, che negli USA solo il 5% dei PC domestici sono idonei alla gestione di applicazioni VR). Secondo Aukstakalnis la AR ha potenzialità di diffusione maggiori della VR, poiché non isola la persona dall’ambiente fisico, limitandone i movimenti, e perché ha uno specchio applicativo più ampio. I limiti attuali stannonellaqualitàdegliocchiali AR(odellelentiacontattoAR, che Innovegastasperimentando) e nel fattoche nonsi è ancora sviluppatounlinguaggioautonomoperquesto medium. Smartphone e tablet sono utili per colmare il gap tecnologico attuale, con il limite di non lasciare le mani libere all’operatore. AR (Augmented Reality, Realtà Aumentata) Nell’ambitodellacomunicazione tecnicaè di particolare interesse il progettoSidekickdellaNASA.Sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) gli astronauti usanotablet,masoprattuttoocchiali ARHoloLensper sperimentare le potenzialitàdi:
  2. 2. Keas.r.l.| ViaStrà, 102 | 37042 Caldiero(VR) Tel.:+39 045 6152381 Web:www.keanet.it|E-mail:info@keanet.it 2 Realtà Aumentata e Realtà Virtuale | Settembre 2017 • Manuali di istruzione immersivi.Indossandogli occhiali ARnel corsodi operazioni di ispezione e manutenzione, l’operatorevisualizzaologrammisovrappostiinmodocontestuale e proattivo all’oggetto/ambiente fisico,ricevendomodelli 2D/3Ddi supporto,istruzioni e procedure animate, check-list,ecc.,direttamente entroil suocampovisivo.Ivantaggi sono:maggiore consapevolezza situazionale;minore sovraccaricoinformativo;migliorecapacitàdi interpret-azione;mani libere.I primi risultati dellasperimentazione sonopositivi e indicanounariduzione di tempiederrori infase di ispezione e riparazione • Modalità“Remote Expert”.Incaso di necessità,viaHoloLensgli astronauti possonocondividere con gli esperti aterra ciòche vedono;gli esperti possonoforniresupporto,inviandoviaHoloLens informazionie istruzionisottoformadi ologrammi sovrapposti all’oggetto/ambiente reale. I vantaggi,intermini cognitivi,evidenziati dalle applicazioniARsperimentate dallaNASA sonosfruttati anche da altre applicazioni AR,peresempioinambitomedicale,aerospazialee militare: • Medicale.Insituazioni di stress(peresempioinsalaoperatoria),le esigenze dei medici nonsono dissimili daquelledi piloti,soldatie di altri professionisti che svolgonoprocedurecomplesse. Occhiali e applicazioni ARingradodi visualizzare inmodoproattivo,direttamente entroil campo visivodel medico,solole informazioni contestualmente rilevanti prodotte,peresempio,dasensori e strumenti di imagingmedicale,aumentanolaconsapevolezzasituazionedel medico,ne riducono il sovraccaricoinformativo,loaiutanoariconoscere tempestivamente situazioni critichee areagire di conseguenza.riconoscerepiùrapidamente le emergenze e di agire di conseguenza.Inambito medicale, occhialie applicazioni ARpossonoprevedere anche funzioni perregistrare e condividere procedure senzal’usodelle mani • Medicale.Perrendere piùsicuri prelievidi sangue e iniezioniintravenose,occhiali e applicazioniAR permettonoal medicodi vedere intempo(quasi)reale le veneattraversolapelle,insituazioniin cui ciòè difficoltoso • Aerospaziale.LavisieraAR,usatada piloti dell’aviazione militare,commerciale e civile,mostrain modoproattivo,direttamente entroil campovisivodelpilota,solole informazioni contestualmente rilevanti provenientidallastrumentazione di bordo(nel2020 negli USA tutti gli aerei dovranno essere dotati di untrasponderingrado di comunicarne laposizione intemporeale. Le visiere potrannoquindi visualizzareanche questotipodi dato,contribuendoad aumentare lasicurezzain volo).Contribuisce adaumentare laconsapevolezzasituazioneanche il fattoche il posizionamento delle informazioni entroil campovisivoriflette lareale disposizionespaziale degli elementisui si riferisconoe le sue variazioninel tempo,permettendounamigliore interpret-azionedellospazioda parte del pilota • Aerospaziale.Alcuni simulatori di volooperanosecondoil principiodellaFusedReality,per esempio:lacabinadi pilotaggiopuòesserereale,mentre l’ambienteesternocreatodigitalmente (peraddestrare il pilotaadatterrare inun determinatoaeroporto,aeffettuare rifornimenti involo, a volare informazione,ecc.) oppure sialacabinache l’ambienteesternopossonoessere reali,con l’aggiuntadi elementi creati digitalmente (peresempioaltri velivoli) • Militare.Visori e applicazioniARmiranoatrasformare il soldatoinun mediaproducere media consumerdi informazionicontestuali dacondividereconlapropriasquadraper aumentare la consapevolezzasituazionale delsingoloe del gruppo.
  3. 3. Keas.r.l.| ViaStrà, 102 | 37042 Caldiero(VR) Tel.:+39 045 6152381 Web:www.keanet.it|E-mail:info@keanet.it 3 Realtà Aumentata e Realtà Virtuale | Settembre 2017 VR (Virtual Reality, Realtà Virtuale) Formazione allo sviluppo di abilità pratiche Molteplici gli ambiti in cui l’operatore può trarre benefici dalla possibilità di ripetere una procedura un numeroindefinitodi voltesenzache eventualierrori abbianoconseguenze negative(peresempioinambito medicale),senzarischi perlasalute (per esempio derivanti dall’interazione con sostanze chimiche) senza consumare materiali, senza che sia necessario disporre di tutta la strumentazione fisica (per esempio in paesi in via di sviluppo), ecc. I simulatori – che fanno leva su vista, udito e aptica (tatto e propriocezione) per creare un’esperienza immersiva – rispondono proprio a queste esigenze, permettendo di acquisire automatismi e routine anche insituazioni critiche,sviluppandopiùcompetenze in tempi e a costi inferiori. Rispetto all’operatività reale, quella simulata fornisce un feedback immediato all’allievo e criteri di valutazione oggettiva all’istruttore, permettendo di ottimizzare ulteriormente il percorso formativo. Aukstakalnispresentaalcuni casi studioinambitomedicale(odontotecnicae oculistica),industriale (saldaturae pitturaa spray industriale),militare(addestramentoallemissionidi squadradaparte di reparti di infanteriae di paracadutisti statunitensi). Acquisizione e memorizzazione del sapere In ambito educational è di particolare interesse e lungimiranza il progetto Google Expeditions Pioneer Program a cui le scuole primarie statunitensi possono fare richiesta di adesione (dal 2015 a oggi cica 100.000 alunni ne hannobeneficiato).Obiettivodi Google permettere ai ragazzi di esplorare inVRil mondo fuori dalla loro classe, fornendo kit VR a basso costo (per esempio smartphone Asus, occhiali Google Cardboard e materiali didattici) e formazione al corpo docente, per aiutarlo a familiarizzare con le nuove tecnologie e le loro potenzialità in termini di acquisizione e memorizzazione del sapere. Generazione di conoscenza Cercare di estrarre “usable insight”(conoscenzautile e azionabile) dai big data può significare non sapere né che cosa si sta cercando, né se vi è qualche cosa da trovare. Esplorare i big data in VR, interagendo “fisicamente”conessi,puòessere di aiuto,poiché falevasul nostrosensodellaspazialitàe sulle capacitàdi individuare regolarità e irregolarità a partire da forme, colori, dimensioni, movimenti. Usare la VR nel contesto dei big data, significa approcciarli con un atteggiamento di serendipity e avere chance in più di “incappare” in qualche cosa di utile. In architetturae urbanistica,peresempio,sololaVR,grazie allapossibilità di esplorare ambienti e spazi in scala 1:1, permette di rispondere a domande del tipo: “qual è l’impatto che questo spazio avrà su chi lo abita o lo percorre?”. Si tratta di un prezioso aiuto alla progettazione di spazi che siano effettivamente a misura d’uomo. Collaborazione interdisciplinare, fra azienda e cliente, ecc. Molteplici i settori incui lacollaborazione interdisciplinare e il coinvolgimentodelcliente/committente sonofondamentali perlabuonariuscitadel progetto:architettura,ingegneria,settoreautomotive e navale sonofra gli esempi citati daAukstakalnis. In architettura,progettazione e projectmanagementpossonoessere supportatidametodi e strumenti BIM (BuildingInformationModel;AutodeskRevit,peresempio,è unsoftware che supportaBIM).BIM permette
  4. 4. Keas.r.l.| ViaStrà, 102 | 37042 Caldiero(VR) Tel.:+39 045 6152381 Web:www.keanet.it|E-mail:info@keanet.it 4 Realtà Aumentata e Realtà Virtuale | Settembre 2017 di integrare disegni e dati multidisciplinari inununico3D, con l’obiettivodi condividerlofraarchitetti, ingegneri,costruttori,ecc.BIMsupportaanche laquarta dimensione,cioè il fattore temporale, diventando dunque unostrumentopreziosoanche perlagestionedel progetto.L’applicazione congiuntadi BIMe VR aumentalaforza comunicativadell’ambiente 3D,poiché i professionistipossonoesplorarlo(walk-through) inscala 1:1, scoprendolacune che altrimentirischierebberodi emergeresoloinfase costruttiva,generando costi e ritardi:correggere il digitalehaunimpattodecisamente moltopiùmodesto. In architettura,ambienti3Dimmersivi sonousati anche percomunicare piùefficacemente al committente il risultatoatteso,nonché eventualivarianti,permettendogli di prendere decisioni informate,consapevoli e menoimpattanti sutempi e costi del progetto(sceltafrapiùopzioni;richieste di modifica,ecc.). Aukstakalnissottolinea,che giàoggi si tratta di tecnologie aportatadi PMI. L’autore cita il caso di uno studiodi architetturastatunitensecompostoda6 persone,che fatturacirca 1 milione di dollari e che utilizzaOculusDK2perpresentare ai propri committenti ambienti3Dimmersivi. Anche laNational Academyof Engineering(NAE) statunitensehariconosciutole potenzialitàdellaVR, inserendolosviluppodellaVRfrale 14 maggiori sfide del settore peril XXIsecolo. Nei progetti architettonici,lavisualizzazione3Dimmersivainiziacircaunanno primadellacostruzione, mentre nel settore automotive addirittura2-3anni primadell’entratainproduzione di unnuovomodellodi veicolo,comprendendoingenere anche simulazioni volteaottimizzare e arendere piùsicure le lineedi produzione (peresempioesplorandovirtualmentegli spazi disponibili perl’accessodaparte degli operai,gli spazi di manovra degli utensili,ecc.). Visitare luoghi e ambienti, senza spostarsi In particolare inambitoimmobiliare (maè applicabile anche aquelloturistico) è possibile farvisitare al cliente luoghi e ambienti,senzache debbaspostarsi fisicamente.Aukstakalniscitail casodi un’agenzia immobiliare che usaunaMatterport Pro 3D Camera percatturare scansioni 3D inalta risoluzione degli interni degli edifici.Si trattadi scansioni importabiliinsoftware CAD,visualizzabili contecniche tradizionali (a video) ocome VR.Nel casocitato, i clienti –dotati di occhiali SamsungGearVR e hand controller– esploranoi 3D, mentre l’agente immobiliare seguesuPClavisitadel cliente,commentandola opportunamente. Trattamento di stress post-traumatico e fobie Im ambitomedicolaVRè applicataanche al trattamentodellostresspost-traumaticodi soldati di ritorno da missioni di guerra,pergestire laparte dellaterapiabasatasull’esposizioneprolungataaoggetti, ambienti,attività,situazionifonte dellostress,al fine di desensibilizzareil soggetto,assuefacendoloallo stimoloansiogeno.Riprodurre dal vivoteatri di guerrasarebbe difficilmente fattibile,mentre laVR permette di simularli acosti moltoinferiori, sollecitando–oltre avista,uditoe tatto – anche l’olfatto, grazie all’impiegodi “scentmachine”. Le stesse metodichee tecnologie trovanoapplicazioneanche nellacuradi fobie (peresempio:lapauradi volare,le vertigini,ecc.), producendorisultatianaloghi aquelli raggiungibiliinambienti reali. Autore: Petra Dal Santo – KEA S.r.l. (dalsanto@keanet.it)

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