La visione olografica consente di svolgere operazioni telerobotiche immersive
Lo svolgimento di manovre delicate a distanza con l’ausilio di bracci robotici teleguidati è un’operazione critica richiesta in numerosi settori, dalla riparazione subacquea delle piattaforme petrolifere alle manovre nei reattori delle centrali nucleari, passando per l’esplorazione dello spazio. Maggiore è l’accuratezza e la facilità nell’esecuzione di un’operazione, migliori saranno le probabilità di un esito di successo. Gli ultimi progressi in questo campo potrebbero inoltre aprire nuove potenziali applicazioni in altri settori.
Una migliore consapevolezza della situazione a distanza
A tal fine, il progetto HoviTron, finanziato dall’UE, ha cercato di sviluppare un visore olografico, congiuntamente a una trasmissione video a più telecamere, che consenta a un teleoperatore di sentirsi pienamente immerso in una situazione pur operando a distanza. «Volevamo fornire ai teleoperatori la possibilità di visualizzare la scena da qualsiasi punto di vista», spiega il coordinatore del progetto Gauthier Lafruit, attivo presso l’Université Libre de Bruxelles (ULB), in Belgio. «La nostra idea consisteva nell’utilizzo dell’elaborazione video, anziché nel riposizionamento di una telecamera con un meccanismo di braccio robotico pan-tilt.» Per conseguire questo obiettivo, si procede all’istallazione di numerose telecamere fisse intorno alla scena. I video, registrati in tempo reale, sono successivamente incorporati a una prospettiva virtuale, che corrisponde alla posizione della testa del teleoperatore. «Ciò significa che i movimenti repentini del capo del teleoperatore creano istantaneamente le immagini corrispondenti all’interno del display stereoscopico montato sulla sua testa», aggiunge Lafruit. «Non è presente alcuna latenza meccanica, quindi non è possibile soffrire di cinetosi digitale.» Inoltre, ogni occhio acquisisce un fronte d’onda olografico del campo luminoso, garantendo che gli occhi del teleoperatore possano mettere a fuoco l’oggetto di interesse a piacimento, indipendentemente dal fatto che quest’ultimo sia posizionato in primo piano o sullo sfondo. In questo modo, si imita alla perfezione la vista umana naturale. «Insieme, la trasmissione video e la visione olografica garantiscono che l’operatore telerobotico si senta completamente immerso nella scena in modo naturale, pur restando lontano da una situazione che potrebbe essere pericolosa o di difficile accesso», afferma Lafruit.
Una visione accurata e istantanea
Il team del progetto ha applicato contenuti sintetici analoghi ai videogiochi assieme a immagini reali per testare l’attuabilità della tecnologia in diverse condizioni di lavoro. Gli utenti hanno confermato di provare una minore stanchezza visiva (e pertanto una minore stanchezza fisica) quando indossavano il visore olografico, nonché una rafforzata percezione della profondità. L’auspicio è che queste sperimentazioni di successo possano condurre a numerose applicazioni interessanti. «Ad esempio, la tecnologia potrebbe essere utilizzata nelle future missioni lunari», osserva Lafruit. «I robot sulla luna potrebbero posizionare le telecamere attorno a una scena, consentendo agli astronauti in orbita di vedere davvero attraverso gli occhi di un robot che si muove.» La tradizionale tecnica di inserire telecamere sulla testa del robot si traduce nella creazione di uno sfasamento temporale delle immagini, dovuto a ogni rapido movimento dell’astronauta che indossa il visore, causando cinetosi digitale. La capacità di HoviTron di calcolare istantaneamente le immagini corrette da proiettare negli occhi dell’astronauta rimuove questo ostacolo.
Nuove possibilità di applicazioni per la navigazione
Secondo Lafruit, la tecnologia trova una potenziale applicazione in ogni situazione che richieda una «navigazione libera». Ad esempio, un robot subacqueo potrebbe riparare un gasdotto in acque profonde, mentre il teleoperatore rimane al sicuro a bordo di un’imbarcazione o una piattaforma. Tali applicazioni specializzate, tuttavia, richiederanno maggiori investimenti, al fine di sviluppare ulteriormente la tecnologia. Il team del progetto è attualmente in contatto con un’azienda specializzata in dispositivi sensibili alla profondità. «Sarà presto fornito un codice sorgente mediante una licenza Apache 2.0 sul nostro sito web», aggiunge Lafruit. «Possiamo promuovere la nostra tecnologia facendola provare alle persone stesse in uno scenario di navigazione libera mediante l’utilizzo di semplici esempi preregistrati, senza il braccio robotico, dispositivi sensibili alla profondità e/o videocamere di elevata qualità e, ovviamente, occhiali olografici per la realtà virtuale.»
Parole chiave
HoviTron, olografico, video, teleoperatori, spazio, telerobotico, astronauti
