isicad: Каска дополненной реальности пока стоит $15000 и поставляется вместе с Autodesk BIM 360

Справка об авторе – на его сайте.

Перевод сделан Ольгой Лукашенко по публикации Augmented Reality in Construction Lets You See Through Walls.

Иллюстрации, помещенные в оригинале, показались нам слишком примитивными, поэтому в нашей публикации они заменены более содержательными картинками с сайта компании DAQRI.

Представьте себя в составе бригады строителей нового офисного здания: процесс в самом разгаре и вы находитесь на площадке, инспектируя, как установлены системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Вы надеваете забавную защитную каску и выходите из служебного лифта. Взглянув вверх, отмечаете, что навесной потолок установлен, но вам хочется знать, что творится за ним.

На смотровой щиток каски вы выводите BIM-модель здания, мгновенно проецирующуюся на поле обзора. Видны теплопроводные каналы, водопроводные трубы и электрические щитки, изображения двигаются и меняются по мере того, как вы «идете» по коридорам. Шаг за шагом раскрываются послойные изображения модели, чтобы можно было видеть металлоконструкции здания, изоляцию и отделку. Это похоже на «ренгтгеновидение» как из книги комиксов — и в скором будущем уже может стать реальностью на ближайшей строительной площадке.

Волшебная шапка – умная каска DAQRI – это переносная система дополненной реальности, разработанная для использования в промышленном производстве, особенно в строительной промышленности. По существу, строители, инженеры и проектировщики могут переносить BIM-модели на строительную площадку, нося их на голове, и работать как в полномасштабной трехмерной среде.

Обеспечение доступа строительных бригад к такому уровню многослойной информации о здании даст более хорошее представление о пространственном соотношении, поможет выявить MEP-несостыковки на ранних стадиях и в целом быстрее принимать более информированные решения с меньшим количеством ошибок. «Благодаря дополненной реальности (ДР) можно принимать решения на месте, а не дожидаться конца смены, чтобы посоветоваться с начальником», говорит Рой Ашок, директор DAQRI по контролю производства. «Это предоставляет новые возможности строительным рабочим на площадке».

Визуализация данных

Такие каски (стоимостью в 15000 долларов каждая – на нынешнем начальном этапе разработки) только начинают проникать на стройплощадки, по мере того как DAQRI запускает опытные испытания, в том числе, в сотрудничестве с Mortenson Construction и Autodesk. Для проверки правильности концепции компанией Mortenson каски использовались при строительстве медицинского центра округа Хеннепин в Миннеаполисе.

«BIM-модель – это первый шаг», отмечает Рикардо Хан, старший директор Mortenson по проектным решениям. «Действительность такова, что стоимость модели составляет, вероятно, 25% реальной стоимости. А 75% - это связь групп на местах с остальной пространственной информацией о проекте».

Достижения всех носимых устройств дополненной реальности осложняют вопросы конфиденциальности и внешнего вида. Однако, в отличие, например, от Google Glass, DAQRI концентрируется непосредственно на промышленном применении, где немного аляповатые головные уборы типа подобных касок воспринимаются нормально, а вопросов по поводу соблюдения конфиденциальности гораздо меньше.

Безопасное восприятие данных

Что касается аппаратного оборудования, на касках имеется три типа видеокамер, работающих совместно для локализации пользователей в определенной точке пространства и интерпретации геометрических параметров вокруг них. Положение пользователя в окружающей среде определяется с точностью до 1 сантиметра с помощью 166-градусной широкоугольной линзы.

Также имеется видеокамера с глубинной чувствительностью (Intel RealSense), которая интерпретирует геометрию пространства и объектов в нем, информируя вас: «Это дверь, это окно, это стол», сообщает Ашок. Благодаря такой осведомленности вы можете размещать виртуальный контент и изменять модель. Она также запоминает созданную «карту» каждой комнаты. «Это практически как функция картографии», замечает Ашок. Третья, тепловизионная видеокамера также помогает пользователям обозначить данные температуры на объекты в трехмерном отображении. «Объединяя ваше местоположение с системой визуальной одометрии с тем, что находится вокруг вас, вы знаете практически все, что нужно об окружающей обстановке», утверждает Ашок.

Визуальные инструкции

Проект ПО для касок DAQRI основывался на поиске функционалов для уникальной и относительно опасной окружающей среды в зоне строительства. Начальная задумка была использовать ручные сигналы, улавливаемые видеокамерой на каске, для выбора меню — но это не сработало.

«Основных причин две», объясняет Ашок. «Первая – надежность. Технология еще недостаточно отработана, чтобы обеспечить надежность на 99,99%, и именно поэтому возникает усталость». Кроме того, стройплощадка – плохое место для размахивания руками, только чтобы указать на ряд светильников, которые еще не сделаны: отсюда вытекает второе сомнение по поводу ручных сигналов.

Из-за мириад искр, вращающихся лопастей, открытой проводки и массы висящего металла на строительной площадке вам нужно, чтобы каждый полностью сконцентрировался на конкретной выполняемой задаче и непосредственной внешней физической среде. «Как только вы перестаете осознавать, что происходит вокруг, то подвергаетесь потенциальным рискам на работе», настаивает Хан.

Для решения указанных проблем команда DAQRI решила, что управление касками будет полностью бесконтактным, и в итоге остановились на системе, названной инженерами «вглядись и задержись». Окулярная сетка, ориентированная на ваше поле зрения, двигается при движении головой, «так же как мышь и курсор», показывает Ашок. Если наводить на пункт меню, гиперссылку или слой модели в течение нескольких секунд, выбор сделан. Каски DAQRI поставляются вместе с Autodesk BIM 360, но в основном каждая компания может создать собственное ПО (которое будет поддерживаться DAQRI), поскольку круг пользователей продукта слишком широк.

Применение касок DAQRI на стадии строительства представляется вполне полезным и всё же Ашок подчеркивает, что эти каски имеет смысл начинать использовать на стройплощадке с «первого дня проектирования». Архитектор может представить модель инженерам и строителям непосредственно на месте до начала строительных работ и можно будет выявить потенциальные проблемы – когда исправить ошибки проще и дешевле. Четкий визуальный интерфейс означает, что строительная бригада сможет получать пошаговые инструкции по проверке листа замечаний или даже по техобслуживанию долгое время после завершения строительства.

Связь с удалённым экспертом

«Дополненная реальность оказывает масштабный эффект на то, как общество будет взаимодействовать с информацией во взаимосвязи с окружающей средой», говорит Хан. «Для строительной отрасли мы рассматриваем ДР как важное новаторство при решении широкого круга бизнес-вопросов, например, повышения сознательного отношения строительных бригад к технике безопасности до уровня «just in time knowledge». В качестве ценности на последующих стадиях наши заказчики могут использовать преимущества дополненной реальности, чтобы радикально улучшить эксплуатацию и содержание объектов».

Уже нынешняя версия DAQRI обещает трансформировать процессы строительства, но эти процессы пока основаны на импортировании статичной визуальной модели здания и её наложения на реальность. Следующим рубежом будет создание устройства, которое сможет распознавать скрытые от глаз компоненты и затем представлять их пользователям в динамике — вне зависимости от того, включены они в модель или нет. И это действительно выведет дополненную реальность на уровень «рентгеновидения», а строительную отрасль — в мир ситуативного материального всезнания.