11. MoCap - prakticky

Z hlediska softwarové podpory lze využít buď program Autodesk Motionbuiler, který se využívá ve filmové průmyslu, anebo např. pro průmysl připravený SW Siemens Tecnomatix Jack, který je plně integrován na různá MoCap zařízení, včetně KINECTu (a díky otevřenosti je možné pro něj případné chybějící napojení doprogramovat). Tento SW svede provádět dílčí analýzy v reálném čase při použití MoCap.

Světové automobilky většinou disponují tzv. ergonomickými laboratořemi výrobních operací. V této laboratoři je figurant oblečen do obleku se senzory, které jsou trackovány pomocí MoCap trackovacího zařízení. Pohyb figuranta je pak přenášen na tzv. manikina v digitálním virtuálním prostředí. Testují se zde montážní operace z hlediska jejich proveditelnosti a ergonomie a podle zjištěných výstupů se upravují buď části vozidla, aby se lépe dalo smontovat, nebo se upravuje jejich poloha či tvar. To způsobuje rozdílnou polohu pracovníka při montáži a jiné montážní podmínky či podmínky úchopu. Na Obr. 1 Je možné vidět takovouto laboratoř ve společnosti Ford. Vidíme zde operátora s trackovanými senzory a s fyzickým modelem, v tomto případě s příčky, které vymezují polohu příček kolem motoru u digitálního mock-upu.


Obr. 1 Ford – ergonomická laboratoř [Zdroj: https://www.youtube.com/watch?v=dv7Sfl8q0lo (cit. 10.4.2019)]

Ve Fordu existuje ještě další laboratoř pro testování pohybů. Tentokrát se však jedná o testování produktu. Je možné tímto způsobem otestovat pohodlí cestování, dosahy, nastupování a vystupování atp. Markery na figurantovi jsou opět trackovány systémem MoCap. Opět je možné provádět nad získaným mračnem bodů (tyto body mohou být „přilepeny“ na digitální model člověka) dílčí analýzy. Podobné analýzy se provádějí např. pro nastupování do kamióny anebo pro jízdu na kole.

Další možností je přímá kombinace techniky MoCap a VR. Ve Škoda Auto a.s. se může provést analýza nad zatím neexistujícími pracovištěm. Pokud dodavatel nového pracoviště dodá před samotnou realizaci zakázky 3D data, je možné nad tímto pracovištěm provádět dílčí analýzy. Problémem však může být manipulace s objekty. Analytické nástroje sice pracují se zatížením objektu uchopeného v ruce (popř. přenášeného), nejprve je však nutné digitální objekt do ruky digitálního avatara umístit. Zde je nutný zásah programátora do prostředí virtuálního pracoviště, kde jsou označeny fyzikální předměty a jsou k nim přiřazeny příslušné vlastnosti (zejména pak hmotnost). Při implementaci do SW Siemens Jack však stále není vyřešen problém úchopu objektu. Dle osobních zkušeností autora, lze připravit speciální skript, který bude automaticky uchopovat daný předmět v rámci definované proximitě k tomuto objektu.

Zhodnocení:

Tento přístup přináší zásadní inovaci. Tam kde se dříve jedna analýza dělala celý den. Po odečtení času kalibrací a úvodního nastavení, je zde najednou možnost provést celou řadu analýz a jejich vyhodnocení v řádu minut. Systém se vyplatí jen velkým společnostem, které potřebují provádět ergonomické analýzy často. Systém profesionálního MoCap systém stále stojí řádově více než 1 milión Kč. Až budou odladěné problémy s MoCap obleky, které navíc stojí přibližně polovinu původního řešení, bude možné s výhodou využívat i tuto mobilní variantu.

Pozn.: (rok 2020) Senzory Kinect 2 (které budou integrovány i v Hololens 2) se jeví jako zajímavá alternativa. Jsou bohužel příliš nové a zatím autorovi není známa žádná studie využitelnosti těchto senzorů v průmyslové praxi.