Možnosti využití virtuální a rozšířené reality ve výrobních podnicích

Na tomto místě odbočíme od AR/VR směrem k Mixed Reality a zmíníme i potenciál rozšířené virtuality (AV – Augmented Virtuality). Ta je často reprezentována využitím interaktivní projekce při tréninku. Za účelem takového tréninku se využívá tzv. In-Situ projekce; to znamená využití projektoru, který je zaměřen na dílčí objekty. Nad těmito objekty jsou promítány doplňkové informace. Za účelem tréninku nebo servisu by tato projekce měla být interaktivní, tj. mělo by být možné vyžádat změnu obrazu na projektoru (např. posun na další krok).

Jedna z prvních studiích proběhla na zdravotně postižených osobách v roce 2013[1]. Byl vytvořen systém, v rámci, kterého byl skládán jednoduchý Lego model automobilu skládající se z devíti kostek, přičemž k sestavení bylo nutno projít osmi kroky. Pracovní deska se skládala z šesti pořadačů, prostoru pro promítání návodu a prostoru s fiktivními tlačítky Dopředu a Zpět. Tato tlačítka byla de facto prostorem, kam bylo možné vložit ruku a tím tlačítko „zmáčknout“. Stejně tak byla monitorována místa u pořadačů za účelem automatického měření chyb (viz Obr. 1).

^{Obr. 5.13 Pracovní stůl ze studie[1]}

Byly porovnávány dvě skupiny. Ta první měla k dispozici standardní návod a druhá pak využívala metodu projekce In-Situ. Průměrný experiment v rámci skupiny využívající standardní návodku trval 25,6 minut (odchylka 9 minut) s chybou 22,6 % (směrodatná odchylka 17,5 %). In-Situ byla rychlejší, průměrný čas byl 23,6 minut (směrodatná odchylka 10,3 minut), avšak s vyšší chybovostí 29,1 % (směrodatná odchylka 27,3 %). Vzhledem k tomu, že je zde však poměrně markantní směrodatná odchylka, byla In-Situ skupina rozdělena na respondenty, kterým augmentace vyhovovala, a na ty, kterým nikoliv. V rámci „dobré“ skupiny byla chybovost jen 14,7 %.

V sérii publikací Funk a tým kolem něj shrnuli svoje poznatky získané několikaletým výzkumem v oblasti podpory výroby pomocí AR [2]. Tento tým se zabýval především In-situ projekcí montážních návodek. Z prací je možno shrnout následující zjištění:

·         Zkušený pracovník nepotřebuje žádné takovéto instrukce. Naopak jej tyto instrukce rozptylují a tím způsobují další kognitivní zátěž.

·         Nezkušený pracovník pracuje s instrukcemi typu In-situ projekce sice pomaleji, po zaškolení pak ale pracuje rychleji a vykazuje méně chyb než při zaučení s papírovou návodkou. Je ale nutné identifikovat okamžik, kdy naučení již proběhlo, který je zároveň optimálním okamžikem k odstavení instrukcí.

·         Vizuální prezentace instrukcí a zpětné vazby je lepší než dotyková či zvuková. Ty bývají vnímány jako rušivé a nepřirozené.

Nekonvenčním využitím rozšířené virtuality pro trénink se zabývá také „proof-of-concept“ studie z roku 2018[3], která zkoumá využívání skutečných modelů v rámci tréninku ve VR, do které jsou promítány ruce uživatele – jedná se tedy opět o rozšířenou virtualitu. Zde byl využit reálný model vodoinstalace, ke kterému je vytvořeno virtuální dvojče, které uživatel po nasazení HMD vidí ve VR. Celý prostor je však „kalibrován“ tak, aby ve skutečném světě byl na správném místě skutečný model. Figurant tak vidí svoje ruce (Leap Motion tracking) a má možnost manipulovat se skutečným modelem. Tento princip redukuje jednu z hlavních nevýhod tréninku ve VR, a sice absence zpětné vazby ve smyslu manipulace s čistě virtuálními objekty.

^{Obr. 2 Práce se skutečným modelem v prostředí rozšířené virtuality (ovladač HTC Vive je využit jako virtuální baterka)[3]}

Figurant na Obr. 2 vidí v brýlích digitální dvojče fyzického modelu před ním. Ve virtuálním prostředí mohou být simulovány různé stresové situace: úzký kužel světla baterie, tmavá místnost, blikající světlo.

Tento princip však nezůstal jen u aplikací „z laboratoře“, tak například ve společnosti Škoda Auto se využívá In-Situ projekce pro pickování správných dílů z palety. Nejčastěji se však v praxi s In-Situ setkáme v rámci vizualizace skrytých rozvodů (vizualizace elektroinstalace: promítání na automobil nebo na stěnu).

Pro některé aplikace může být tato možnost výhodnou alternativou k tréninku v AR. Pokud porovnáme využití poloprůhledných brýlí je tato varianta i hardwarově méně náročná. Je však třeba občas uvažovat, zda některá jiná řešení nemohou být snazší. Řešení pomocí LED pásky pro pickování z přepravek, která nemění své umístění může být snazší, nežli na ně promítat In-Situ projekci. Řešení se naproti tomu nabízí pro pickování z dynamicky se měnících se míst.

[1] KORN, Oliver, Albrecht SCHMIDT a Thomas HÖRZ. The potentials of in-situ-projection for augmented workplaces in production. In:  [online]. 2013. Dostupné z: doi:10.1145/2468356.2468531

[2] KOSCH, Thomas, Markus FUNK, Yomna ABDELRAHMAN a Albrecht SCHMIDT. One Size does not Fit All - Challenges of Providing Interactive Worker Assistance in Industrial Settings. In: PROCEEDINGS OF THE 2017 ACM INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON PERVASIVE AND UBIQUITOUS COMPUTING AND PROCEEDINGS OF THE 2017 ACM INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WEARABLE COMPUTERS (UBICOMP/ISWC `17 ADJUNCT) [online]. 2017. ISBN 978-1-4503-5190-4. Dostupné z: doi:10.1145/3123024.3124395

[3] NEGES, Matthias, Stefan ADWERNAT a Michael ABRAMOVICI. Augmented Virtuality for maintenance training simulation under various stress conditions. In: Procedia Manufacturing [online]. 2018. ISSN 23519789. Dostupné z: doi:10.1016/j.promfg.2018.01.024