La realidad mejorada mejora el carpintero y mejora la precisión

Un sistema desarrollado en EPFL utiliza una realidad promovida (AR) para ayudar al carpintero a cortar el carpintero en madera extremadamente precisa sin medir o marcar al carpintero. Su enfoque híbrido es hacer que la tecnología digital asistida sea más barata para pequeñas empresas, carpinteros y profesionales de fabricación en los países en desarrollo.

La madera es un material de fabricación rápidamente popular que gracias a su bajo impacto ambiental, capacidad de almacenamiento de carbono, capacidad para ensamblaje rápido y excelentes propiedades de aislamiento. La creciente demanda de estructuras de madera en colaboración con el progreso tecnológico ha inspirado a muchos productores a automatizar sus procesos en los últimos 20 años.

Hoy podemos encontrar robots sofisticados en sus talleres, entre ellos que son caros son igualmente impresionantes, que hasta ahora están equipados con armas vocales y cortadores precisos para completar tareas complejas.

En EPFL, los ingenieros han desarrollado un sistema basado en AR llamado Carpenter mejorado, que puede eliminar el estereotipo del carpintero que trabaja con lápices en una mano y un remedio de cinta en la otra. Disponible En un código abierto en GitHub, el sistema es el primer paso hacia un proceso híbrido que combina las habilidades de los humanos con la confiabilidad del procesamiento de la computadora.

El carpintero mejorado ha sido diseñado para crear métodos de reducción de madera con ayuda digital para pequeñas empresas, carpinteros y profesionales de fabricación en los países en desarrollo.

Un lugar de trabajo promocionado

Este sistema es el resultado de la investigación, el desarrollo y las pruebas de cuatro años por Andrea Setimi, un PhD de EPFL. Estudiantes cuya tesis está siendo supervisada por los Juegos Julianos, el ex tipo postdoctoral y el jefe del laboratorio de EPFL, Yaves Venand, junto con varios otros participantes del proyecto, es el jefe del laboratorio de construcción de madera (IBOIS). Es capaz de producir hologramas con precisión del submileímetro para guiar a los operadores humanos.

El dispositivo físico consiste en una pantalla que muestra un espacio de trabajo virtual que domina las piezas de madera reales. Las líneas de diferentes colores dan muchas indicaciones: cómo dar una posición a la herramienta, cómo los ejercicios profundos, cuál es el ángulo de corte correcto, cuánto tiempo debe cortarse y así sucesivamente. Permiten a los operadores trabajar de una manera que sean cómodas y precisas.

"Nuestro sistema incluye un mecanismo de identidad y sensores integrados que reaccionan en tiempo real", dice Setimi. "Si cortar la herramienta o viga de carpintería, por ejemplo, la superposición virtual se alineará con una pieza real de madera para que los operadores puedan ver inmediatamente cómo ajustar sus movimientos".

Para lograr un nivel tan alto de precisión, el equipo de investigación estudió varios aspectos de la tecnología de visión por computadora y los integra en su dispositivo de manera eficiente para que pueda incluir herramientas de carpintería, así como piezas específicas de madera y esquemas de carpintería. Escaneó y generó un modelo de computadora 3D de dispositivos de uso común, creando una enorme base de datos.

Secuencias genómicas completas de seis especies de aplicaciones reveladas

Para usar el sistema, los operadores primero escanean sus piezas de madera por lote, lo que permite que el programa registre los detalles de cada uno. Luego, los operadores mantienen los marcadores al azar en las piezas de madera para que el sistema pueda detectar su orientación y la situación. La etapa final es cargar los planes de carpintería, que están directamente integrados en el programa en 3D y se muestran en la realidad mejorada.

Gracias al uso de la visión y los sensores de la computadora, las herramientas de carpintería estándar pueden convertirse en dispositivos inteligentes que pueden guiar a los usuarios en tiempo real. Por ejemplo, el sistema imagina cortar las líneas directamente en una viga, por ejemplo, muestra a los operadores donde las sierras deben guiar. Esto reduce significativamente el riesgo de error humano y mejora la precisión durante el ensamblaje.

Identificación de vigas y equipos en talleres desorganizados

Una parte importante del proyecto de investigación fue detectar elementos y desarrollar métodos avanzados de visión por computadora para dar posiciones en talleres como ubicaciones complejas y desorganizadas. Estos espacios generalmente tienen diferentes tipos de objetos, otras piezas de madera, herramientas, paneles, etc., dispersos en cualquier orden particular, lo que dificulta mapear el entorno para el sistema de visión por computadora.

El equipo de investigación trabajó para desarrollar tales programas con el Centro de Imágenes de EPFL, que en este caso, las herramientas de carpintería y los artículos interesantes en piezas de madera pueden identificar y detectar con precisión. Dichas capacidades nunca se han aplicado en esta escala para la construcción de madera antes y es necesario garantizar que la virtud se alinee con la realidad física.

Gracias al carpintero mejorado, incluso las pequeñas empresas y el trabajo de madera pueden crear formas y diseño complejos: una tarea todavía está reservada para robots caros. "Otra ventaja de nuestro sistema AR es que aprovecha las habilidades humanas, incluso cuando los operadores tienen muy poca capacitación, para digitalizar los procesos de construcción rápidamente", dice Setimi.

El dominio y la cognición humanos se extienden por la precisión de la máquina, en un buen ejemplo de un enfoque híbrido. "Al aprovechar la capacidad de la cooperación humana-masina y el diseño de las estructuras de madera para la carpintería moderna, el carpintero mejorado puede garantizar que los operadores humanos estén involucrados en este proceso, promoviendo así los métodos de construcción que son digitalmente ayudados, locales y socialmente responsables", dicen.