5 мин. чтения
7/4/2023 7:12:00 AM

Техническое обслуживание и ремонт воздушных судов с использованием дополненной реальности

Image 1 Управление жестами для масштабирования 3D-модели самолета. Предоставлено: © Fraunhofer FKIE

Техническое обслуживание современных самолетов – сложный процесс. Использование умных очков дополненной реальности с 3D-визуализацией информации должно облегчить механикам работы по ремонту и техническому обслуживанию. Виртуальными элементами, такими как инструкции, дисплеи и технические инструменты, можно управлять с помощью жестов, голоса и взгляда. С помощью систем дополненной реальности исследователи Института связи, обработки информации и эргономики Фраунгофера FKIE разработали концепции и решения для обслуживания Airbus A400M.

Современные самолеты оснащены бесчисленными механическими и электронными устройствами и компонентами. В таких самолетах, как Airbus A400M, сам двигатель состоит из более чем 10 000 отдельных деталей. Поэтому обслуживание и техническое обслуживание самолета являются сложными задачами. На сегодняшний день печатные руководства по эксплуатации направляют авиационных механиков в их сложной работе. Однако эти систематически структурированные руководства громоздки и поэтому могут быть трудными в использовании, особенно когда необходимо ссылаться на несколько руководств одновременно.

В тесных местах, таких как кабина пилотов, жонглирование документами приводит к проблемам с пространством и отсутствию ясности. Кроме того, двумерные изображения сложных задач сборки не всегда говорят сами за себя и могут вводить в заблуждение. В худшем случае это может привести к ошибкам обслуживания. Виртуальные 3D-направляющие, которые накладываются в поле зрения пользователя при использовании умных очков AR, могут решить эти проблемы и заменить двумерные инструкции по техническому обслуживанию в долгосрочной перспективе.

Исследователи, работающие над проектом «Ariel» в отделе «Человеко-машинные системы» в Fraunhofer FKIE, оценили, как дополненная реальность может помочь авиамеханикам в работах по техническому обслуживанию, используя два варианта использования — «Установка дисплея в кабине» и «Обслуживание батареи в мастерской» — в качестве примера.

Прототипы Airbus A400M были протестированы с двумя типами очков дополненной реальности — Microsoft HoloLens 2 и Epson Moverio BT-300. Основное внимание уделялось разработке подходящих 3D-визуализаций информации и методов взаимодействия, таких как жесты, взгляд и голосовое управление. К испытаниям были привлечены пять авиамехаников, которые учитывали вопросы юзабилити, пользовательского опыта и комфорта.

Специальная концепция взаимодействия для каждой пары умных очков дополненной реальности

«Разработка концепции включала в себя множество аспектов, таких как учет знаний экспертов предметной области, анализ подходов, применяемых тестируемыми на рабочем месте, проверка их личного снаряжения и его совместимости с умными очками AR, а также разработка уникальной концепции взаимодействия для каждой пары очков, основанной на различных требованиях в категориях использования, организация и проектирование», — объясняет Мартин Мундт, ученый из отдела человеко-машинных систем, резюмируя ход действий.

Концепции также были адаптированы к сильно контрастирующим областям применения: первой из них была кабина, в которой ограничено обширное жестикуляционное взаимодействие и где, также, существует повышенный уровень шума, который влияет на возможное распознавание речи. Кроме того, была создана концепция среды мастерской. С управляемым освещением он хорошо подходил для автоматического обнаружения объектов.

«Мы расширили существующие регламенты, реализовали их в 3D и дополнили анимацией, визуализирующей определенные шаги непосредственно на виртуально отображаемом компоненте. Это может быть, например, измерение сопротивления аккумулятора или специальные обозначения на модели кабины», — говорит исследователь.

Image 2 Проведение испытания аккумулятора с управляемым измерением сопротивления в мастерской. Предоставлено: © Fraunhofer FKIE

Универсальные элементы взаимодействия

Команда полагалась на методы мультимодального ввода, которые позволяли пользователю взаимодействовать независимо от ограничений, налагаемых рассматриваемой задачей или определенными переменными окружающей среды. Для этого были разработаны различные элементы взаимодействия, которыми можно было управлять с помощью взгляда и жестов. Были рассмотрены различные подходы для избежания нежелательного ввода при использовании контроля взгляда.

В конечном счете, было принято решение реализовать входные данные, кратко взглянув на элемент взаимодействия. Индикатор (похожий на индикатор выполнения) заполняется, показывая, сколько времени у пользователя еще есть на то, чтобы посмотреть на элемент, чтобы запустить его. Кроме того, пользователь может активировать элемент взаимодействия, нажав на него указательным пальцем.

Интуитивное взаимодействие с умными очками

Управление взглядом получило высокую оценку, и большинство тестировщиков предпочли его управлению жестами или голосом. Прямое наложение соответствующей информации во время технического обслуживания батареи помогло идентифицировать конкретные компоненты. Анимации, использованные для дополнительной иллюстрации задач сборки, получили положительную оценку.

С другой стороны, были неопределенности при использовании управления жестами. В результате, в дополнение к демонстрационным приложениям, исследовательская группа разработала среду обучения, которая использовала анимацию для обучения пользователей основным жестам и методам взаимодействия.

Удаленное обслуживание в качестве дополнительной опции

Следующим шагом является возможность фиксации и оцифровки документации и заметок о статусе работ. Также должна быть возможность вызвать экспертов. «Мы хотим решать задачи удаленного обслуживания, которые в первую очередь сосредоточены на взаимодействии между участниками», — говорит Мундт. Помимо проанализированных вариантов использования, исследователи хотят исследовать дальнейшие области применения, учитывая, что другие сектора также могут извлечь выгоду из использования дополненной реальности для технического обслуживания и ремонта.

Из-за этого дефицит квалифицированных рабочих в энергетическом секторе можно было бы в некоторой степени компенсировать. Например, AR может помочь менее опытным специалистам с установкой тепловых насосов, поскольку трехмерные пошаговые инструкции также помогут новичкам безопасно выполнить задачи по техническому обслуживанию.

Подробнее: Fraunhofer-Gesellschaft 🔗

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Исследователи впервые успешно обучили модель машинного обучения в открытом космосе

7/30/2023 · 5 мин. чтения

Исследователи впервые успешно обучили модель машинного обучения в открытом космосе

Ученые разработали новую методику повышения качества 3D-печати

7/29/2023 · 5 мин. чтения

Ученые разработали новую методику повышения качества 3D-печати