L’industria 4.0 e la rivoluzione digitale hanno portato molte innovazioni, nuove metodologie e strumenti all’industria manifatturiera. Le tecnologie di Realtà Virtuale consentono alle aziende di progettare prodotti e migliorare il loro processo di produzione simulando prototipi 3D in un ambiente virtuale. Oltre a risparmiare tempo e risorse, questo nuovo approccio consente anche di ottimizzare le linee di produzione e migliorare l’ergonomia dei posti di lavoro. Parliamo del VR Full Body Tracking. Concepire i luoghi di lavoro con la VR consente di avere un approccio centrato sull’uomo e del relativo design. Con la simulazione VR e il tracciamento completo del corpo, gli ingegneri possono convalidare il loro progetto dall’osservazione diretta dei movimenti del lavoratore.
Motion Tracking
Full Body Tracking (o motion tracking) è una tecnologia per raccogliere informazioni sulla postura e sui movimenti dell’utente e può convertirli in dati di una postura riproducibile. Nella maggior parte delle applicazioni VR, la testa e le mani degli utenti sono già tracciate dai loro visori e controller. I tipi più comuni di tecnologie di tracciamento del corpo sono:
- Monitoraggio di tutto il corpo
- Tracciamento delle mani
- Riconoscimento dei gesti della mano
- Tracciamento oculare
Tutte queste tecnologie di tracciamento sono diverse e richiedono hardware e configurazione specifici. Questo è il motivo per cui in altri lavori, si vedrà una chiara distinzione tra tracciamento di tutto il corpo, tracciamento delle mani e tracciamento degli occhi.
Tracciamento di tutto il corpo per la realtà virtuale
L’esperienza full-body è come il Santo Graal degli sviluppatori VR al fine di creare un’esperienza immersiva per gli utenti. Un avatar VR ha bisogno di un minimo di 5 sensori collegati a mani, piedi e mani; più sensori vengono aggiunti, più preciso sarà il risultato ottenuto.
E’ diventata una delle tecnologie di tendenza a partire dal 2020, l’esperienza VR full-body ha avuto un impatto nel settore dei giochi, ma si applica anche ad altri campi. Ad esempio, la Teslasuit, così come le tute di tracciamento create ad esempio da ART, TEA e Xsens sono state pensate per l’uso industriale, e non solo per i giochi.
Tracciamento manuale per VR
Il tracciamento della mano per la realtà virtuale è quando l’intero movimento della mano è mappato su uno scheletro digitale e i dati di input si basano sul movimento o sulla posa della mano. Consente il movimento naturale durante la manipolazione di oggetti digitali. Può includere dispositivi di localizzazione come sensori collegati ai guanti. Il tracciamento delle dita si basa su una tecnologia specifica che non è necessariamente inclusa nel tracciamento (completo) del corpo. Le recenti innovazioni nel tracciamento delle dita, come quelle su Oculus Quest, ci fanno pensare che ci siano rapidi miglioramenti in arrivo in questo campo.
Perché? Perché questo consente di usare le mani in modo naturale durante l’esperienza VR, piuttosto che fare affidamento sui controller. I team di ricerca di Facebook hanno utilizzato il monitoraggio basato su modelli e reti neurali profonde per dedurre dove sono le mani e le dita e cosa stanno facendo, e quindi ricostruire le mani in VR.
Riconoscimento dei gesti della mano per la realtà virtuale
Il riconoscimento dei gesti della mano ha un proprio campo di ricerca. Si occupa di collegare gli eventi nell’ambiente virtuale con specifici segni della mano dell’utente come afferrare o rilasciare un oggetto, selezionare qualcosa o qualsiasi altra azione comune in VR, quando si utilizza un sistema VR senza controller. Anche se richiede meno potenza di elaborazione rispetto al robusto tracciamento delle mani, può diventare noioso per gli utenti, perché devono riprodurre segni specifici delle mani invece di muoversi naturalmente.
Tracciamento oculare per la realtà virtuale
Un’informazione molto importante è capire dove l’utente sta guardando o cercando qualcosa soprattutto per anticiparne l’intento o l’interesse. L’eye tracking può essere molto interessante da mescolare con altri tipi di tracking, ad esempio per triangolare la posizione di un oggetto usando la linea di direzione e il movimento della mano. Si basa su hardware specifico in grado di rilevare dove l’utente sta guardando
Come funziona il monitoraggio completo del corpo in VR?
Ci sono alcuni modi in cui il movimento del corpo può essere monitorato ma in breve ci sono due categorie principali:
- Il tracciamento ottico che si basa su un dispositivo di imaging
- Il tracciamento non ottico che si basa su diversi sensori spesso collegati al corpo, campi magnetici o onde sonore
Tracciamento ottico in VR
Il tracciamento ottico generalmente comporta l’uso di una o più telecamere. L’utente tracciato ha marcatori ottici, nell’HMD, o talvolta punti di materiale riflettente su punti noti del loro corpo. L’obiettivo è quello di mappare l’utente e i suoi movimenti del corpo in 3D, ad esempio con due telecamere che puntano agli stessi punti.
La maggior parte della realtà virtuale utilizzata dagli utenti non ha un tracciamento ottico attivo (con luci a LED), ma marcatori passivi nel visore e nei controller. Il tracciamento ottico attivo funziona con un auricolare collegato o indossando un altro alimentatore ed entrambi possono limitare i movimenti dell’utente. I device con marcatori hanno quelli passivi che possono essere rilevati dal sistema VR, tuttavia non offrono il tracciamento della profondità.
Tracciamento non ottico in VR
I visori e i controller contengono sensori micro-elettromeccanici come giroscopi, accelerometri e magnetometri. Questi sensori forniscono informazioni sui dati di movimento che vengono trasmessi al software di visualizzazione VR. Possono anche essere combinati con metodi ottici come il tracciamento passivo del riflettore o l’infrarosso. Di solito quando pensiamo al tracciamento di tutto il corpo in VR ci si basa su sensori all’interno del device e dei controller, ma anche guanti o tute di tracciamento che forniscono informazioni ancora più precise sui movimenti dell’utente.
Conclusione
Perché la tecnologia di tracciamento di tutto il corpo è importante per l’ergonomia? In alcuni settori, come quello manifatturiero, i lavoratori sperimentano posture e movimenti scomodi a causa di postazioni di lavoro improprie. Ciò può portare a incidenti e infortuni, che non solo influiscono sulla produttività, ma aumentano anche i costi di produzione. Quando si tratta di verificare l’ergonomia di un posto di lavoro o come disporre l’interno di una stanza con un modello 3D, il monitoraggio dell’intero corpo o delle mani dell’utente diventa molto importante. Il monitoraggio completo del corpo può fornire agli ingegneri informazioni su:
- La postura di lavoro del corpo
- I movimenti dei lavoratori
- Le forze d’azione del corpo/le mani dell’utente
- Come gestiscono il materiale
- Se trasportano ripetutamente cose pesanti
Nel mondo reale, gli ingegneri avrebbero bisogno di molte attrezzature per misurare queste diverse azioni. Con le tecnologie VR possono eseguire diverse simulazioni e anticipare i problemi di ergonomia prima che si verifichino.
TechViz Human Body Tracking: lo strumento migliore per valutare l’ergonomia
TechViz è ottimale per valutare l’ergonomia nell’industria manifatturiera. Con l’uso di dispositivi di tracciamento VR, puoi studiare come una persona reale interagirebbe nell’ambiente che hai progettato. Funziona posizionando un essere umano virtuale nel tuo modello 3D e controllandolo “stile marionetta” o seguendo un utente reale che indossa dispositivi VR Body Tacking. Puoi persino monitorare una postura di lavoro in tempo reale e confrontarla con gli standard ergonomici della tua azienda.
Ad esempio, è possibile utilizzare questa funzione per:
- Verificare e convalidare l’accessibilità dei diversi pulsanti e strumenti
- Valutare il comfort, l’efficienza e la sicurezza della postazione di lavoro in fase di progettazione
- Rilevare le possibili collisioni tra il dipendente e il suo ambiente minerale accuratamente riprodotto nell’ambiente virtuale.
