A través del espejo, realidad aumentada

15 enero, 2014 | Por | Categoría: Medios
La realidad aumentada lleva unos años tratando de dar el paso que la transforme de una tecnología prometedora a una de uso extendido. Grandes empresas han introducido aplicaciones de realidad aumentada en sus campañas de marketing. Ahora los usuarios de teléfonos inteligentes pueden, mediante el uso de marcadores, visualizar como quedarían los muebles en su casa antes de comprar o situar el restaurante de comida rápida más cercano con solo enfocar con la cámara de fotos de su dispositivo a su alrededor.

RA, a la espera de uso masivo. Foto CC BY ionascloset

Las marcas de videojuegos han encontrado en la realidad aumentada un nuevo filón para mejorar la experiencia de sus clientes, libros de cuentos interactivos que reúnen entretenimiento y educación. Además existen proyectos a punto de ver la luz que persiguen un acercamiento más global, el más esperado Google Glass. Pero no solo cabe explotar la realidad aumentada como herramienta comercial, su uso en la ingeniería empieza a extenderse, convirtiéndose en una herramienta de apoyo para los profesionales de este sector.

El uso de la realidad aumentada en aplicaciones industriales busca hacer más agradable y cómodo algunos procesos específicos, crear un entorno para profesionales o usuarios que mejore el acceso a determinadas herramientas. El avance tecnológico de los dispositivos móviles que actualmente disponen de mayor capacidad de procesamiento e incluyen cámaras digitales ha hecho posible un acceso más preciso y asequible a la realidad aumentada. Hasta hace muy poco era difícil imaginar que se pudiera mezclar información digital con escenas reales pero esta nueva tecnología ha permitido que ocurra. Y es en este contexto favorable donde cada año aparecen técnicas, métodos, hardware y herramientas para crear añadidos sintéticos en anuncios de televisión, películas de cine o en pantallas de dispositivos móviles. Sin embargo esto no parece extenderse al campo de la industria, lo que resulta en cierta manera sorprendente ya que por una parte presenta un amplio abanico de posibilidades y, por otra, los orígenes de la realidad aumentada se encuentran en el propio sector industrial.

Los orígenes del concepto de realidad aumentada se atribuyen a Thomas Caudell, ingeniero de la compañía Boeing a quien en 1990 se encargó idear un sistema que facilitara a los empleados el uso de la instrumentación. Caudell sugirió la utilización de una pantalla en la que se superpusieran tareas y datos para los operarios. En 1992 Steven Feiner, Blair MacIntyre y Doree Seligmann presentaron un prototipo de sistema de realidad aumentada, el KARMA. Este sistema ideado en la Universidad de Columbia en Estados Unidos superponía el manual de máquinas complejas para que así fuera más fácil su arreglo. En los años siguientes se desarrollaron experiencias y sistemas de realidad aumentada en diferentes ámbitos hasta que en 1999 Hirokazu Kato crea ARToolKit una biblioteca de código abierto que permite la creación de aplicaciones con esta tecnología y que abre la puerta al uso en dispositivos móviles.

Un sistema de realidad aumentada es capaz de generar una visión compuesta formada por una escena real y una imagen virtual generada por un dispositivo que se encarga de aumentar la escena con información adicional, es decir, la realidad aumentada es una tecnología que permite la superposición en tiempo real de imágenes generadas virtualmente.

Una de las definiciones más aceptadas para la realidad aumentada es la propuesta por Ronald Azuma en 1997, “realidad aumentada es una variación de los entornos virtuales, o la realidad virtual como es más comúnmente conocida. Las tecnologías de realidad virtual sumergen totalmente a un usuario dentro de un entorno sintético. Mientras se está inmerso, el usuario no puede ver el mundo real a su alrededor. En contraste, la realidad aumentada permite al usuario ver el mundo real con objetos virtuales, superpuestos o mezclados con el mundo real. Por lo tanto la realidad aumentada no sustituye al entorno real”.

La realidad aumentada en la industria

El sector industrial utiliza esta tecnología de muchas formas. Un primer acercamiento, similar al de otras áreas, es el comercial. Se aplica tanto a usuarios finales como agentes de financiación con presentaciones de producto en entornos de realidad aumentada. De esta forma ahorra costes de fabricación y consigue un nivel mayor de interactuación. También utiliza estos dispositivos para crear ayudas al usuario o para acelerar los pasos de diseño, ayudando a los ingenieros que intervienen en diferentes pasos de la creación el producto a entender y manejar mejor. Esta última aplicación es quizás la que más atractivo presenta pero a la vez la más compleja de trasladar al día a día de la industria.

Entre las diferentes ramas de ingeniería, quienes están sacando mayor provecho a la realidad aumentada son, posiblemente, los ingenieros mecánicos. La infinidad de escenarios en los que la realidad aumentada puede favorecer el trabajo de estos ingenieros ha convertido esta tecnología en un valioso recurso. En la rama de la tecnología del automóvil se pueden encontrar adelantos de diseños estructurales y maquetas tridimensionales con información útil para el usuario. Y no se trata solo de una tecnología de ferias y congresos. El acceso a este tipo de aplicaciones ya está disponible para los usuarios finales. En plataformas como App Store o similares, pueden encontrarse aplicaciones de descarga para usuarios de smartphones que permiten, por ejemplo, seguir el avance en el desarrollo de un automóvil como en el Proyecto Bloodhound del Instituto de Mecánica de Reino Unido. Este tipo de aplicaciones por un lado promocionan los proyectos lo que mejora su viabilidad económica pero también pueden servir en proyectos de colaboración para corregir errores de diseño en tiempo real o compartir investigaciones de un modo más sencillo.

A pesar del gran auge que esta tecnología ha tenido en los últimos tiempos, aún se encuentran pocas contribuciones de realidad aumentada aplicada al montaje, reparación y mantenimiento de máquinas, y la mayor parte de ellos son desarrollados por trabajos y estudios de investigación. Los alumnos de posgrados de escuelas de ingeniería desarrollan catálogos de herramientas o manuales de montaje de bicicletas como paso previo a diseños industriales más complejos. En campos poco accesibles como el aeroespacial, las aplicaciones han sido desarrolladas para apoyar al personal de mantenimiento que realiza sus tareas y en un entorno de investigación porque aún no se han implantando de forma real, también porque las instrucciones y normativa aeronáutica son muy estrictas.

El proyecto ARMAR (Augmented Reality for Maintenance and Repair) ha desarrollado, diseñado, puesto en práctica y probado un sistema basado en realidad aumentado para el apoyo de tareas rutinarias de mantenimiento de vehículos. Se trata de una pantalla que se coloca en la cabeza del operario y en la que se pueden visualizar imágenes superpuestas cuyo fin es facilitar las reparaciones. Este sistema se ha estado probando en el Cuerpo de Marines de Estados Unidos, con la premisa de que el sistema puede reducir los tiempos de mantenimiento a la mitad mientras guía a los usuarios en la reparación de la zona dañada, visualizando animaciones tridimensionales que muestran las herramientas y técnicas más adecuadas. Estos proyectos junto con las investigaciones que ya se están llevando a cabo en muchas universidades y escuelas de ingenieros van camino de probar la viabilidad no sólo técnica si no también económica de la realidad aumentada en tareas de mantenimiento y reparación. Por tanto, parece probable que su uso vuelva común en la industria en unos pocos años.

También, la compañía Boeing, siguiendo el camino abierto por Caudell a principios de los noventa, ha desarrollado sistemas en los que proyectan información sobre los cristales de los vehículos. Los cristales muestran la reparación paso a paso, incluyendo instrucciones textuales. Y, en el sector automovilístico, el departamento I+D de BMW, entre sus proyectos cuenta con líneas de investigación en aplicaciones de realidad aumentada que apoyan la simplificación de tareas tales como el mantenimiento, diagnóstico y reparación de cualquier defecto de sistemas mecánicos. El sistema superpone un vídeo semitransparente que permite ver al trabajador cómo debe realizar su trabajo.

Otra posibilidad de uso en ingeniería es la integración de datos útiles para los operarios de planta, sobre todo aquellos que trabajan en grandes plantas industriales. Así, un ingeniero de mantenimiento de un parque eólico podría usar esta tecnología para disponer de lecturas en tiempo real sobre los equipos en el terreno. Esto permitiría actuaciones rápidas y correcciones que podrían realizarse con ayuda de los mismos dispositivos que sirven de soporte para las aplicaciones de realidad aumentada. En esta línea, estudios recientes también han aplicado la tecnología de realidad aumentada para el mantenimiento de equipos de instalaciones solares fotovoltaicas. Según estas referencias, se podría pensar que el empleo de la tecnología de realidad aumentada en los campos de reparación y mantenimiento de sistemas complejos es beneficioso.

Muchas estas aplicaciones parten de las necesidades de los profesionales pero muchas también son fruto de la imaginación de terceros. La industria cinematográfica presenta desde hace décadas un futuro el que la realidad aumentada en este campo es un hecho, y parece que los investigadores están muy cercanos a hacerlo real. La velocidad con la que las aplicaciones de realidad aumentada triunfen en la industria del entrenamiento marcará la velocidad en la que se desarrollo esta tecnología en la industria. Si la realidad aumentada se extiende en los sectores que generan más demanda, los desarrollos mejorarán y se abaratarán lo que permitirá una estandarización de uso en la ingeniería.

El Centro de Domótica Integral de la Universidad Politécnica de Madrid trabaja en proyectos de realidad aumentada para teléfonos inteligentes y ordenadores. Sus investigadores estudian las aplicaciones tecnológicas de la realidad aumentada en la industria del entretenimiento, el diseño industrial, la robótica, la fabricación y otras industrias. En el área industrial buscan soporte para la toma de decisiones dentro del prototipado industrial o la visualización de procesos antes de la finalización del proyecto. Más concretamente, en el campo de la ingeniería y el diseño industrial aplicado a la medicina, estudian la fabricación de asistencias para la resolución de tareas complejas de ensamblado, mantenimiento y cirugía.

Pese al inmenso potencial que presenta la realidad aumentada en la industria, éste se ve frenado en dos vertientes, la económica y la tecnológica. Los grandes proyectos de ingeniería que cuentan con presupuestos millonarios son en su mayoría altamente complejos, hasta el punto de que las tecnologías actuales de realidad aumentada no permiten trasladar los entramados de diseño más que haciendo innumerables divisiones que convierten la tarea en tediosa e ineficaz, cuanto más si se tratara de ingeniería de procesos. Los proyectos menos complejos que permitirán el uso de tecnologías de realidad aumentada en la actualidad, supondrían un coste inasumible para la propiedad. Estos inconvenientes suponen un reto para los investigadores en el campo de la realidad aumentada, un reto que posiblemente quede superado en los próximos años.

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