Pokémon Go sen aloitti reilut kaksi vuotta sitten, mutta lisätty todellisuus tuo suuria muutoksia myös työhön ja tuotantoon.

Artikkelin on kirjoittanut Mouser Electronicsin Mark Patrick. Hän tuli Mouserin palvelukseen kesällä 2014 työskenneltyään aiemmin RS Componentsilla markkinointitehtävissä ja sitä ennen Texas Instrumentsissa sovelluskehityksen tuessa. Hänellä on elektroniikkainsinöörin tutkinto Coventryn yliopistosta.

Kesällä 2016 AR eli lisätty todellisuus (augmented reality) pääsi vihdoin kulutuselektroniikan valtavirtaan. Miljoonat ihmiset ympäri maailmaa kiersivät katuja ja tutkivat puistoja ja kauppakeskuksia. He olivat omilla tutkimusmatkoillaan löytääkseen virtuaaliolioita, joita pystyi sieppaamaan älypuhelimella hittipeli Pokémon Go:lla. Vaikka lisätty todellisuus voi ensi alkuun näyttää rajoittuvan pelimaailmaan, sen sovellukset teollisuudessa, lääketieteessä, puolustusteollisuudessa ja muualla näyttävät, kuinka voimakasta teknologia voi olla.

Siinä missä Pokémon Go sijoitti myyttisten olentojen fantasiamaailman todellisen päälle, AR-tekniikan suurin hyöty multimediaviihteen ulkopuolella tulee sen kyvystä parantaa ymmärrystämme ympäröivästä maailmasta. Selvin ja ilmeisin tuleva muutos siirtymisessä lisättyyn todellisuuteen tulee siitä, mitä voimme nähdä, kuulla ja koskettaa. Grafiikkaa, syntesoitua ääntä ja haptista värinää voidaan kaikkia käyttää keskittämään huomiomme tärkeisiin puoliin ympäristössämme, korostaen reaalimaailman esineitä ja tuoden käyttöömme niitä koskevaa dataa. AR-tekniikka voi mennä tätäkin pidemmälle, sillä sen avulla voidaan lisätä animaatioita näyttölaseihin tai tabletteihin, joten käyttäjät voivat arvioida miten muutos vaikuttaisi työympäristöön.

Yksi AR:n etu ei ehkä ole välittömästi nähtävissä, mutta silti se saattaa olla kaikkein tärkein: sen kyky tulkita ympäröivää maailmaa ja tuottaa reaaliaikaista palautetta siitä, mitä tapahtuu ja mitä voisi tapahtua. Tämän tason älykkyys yhdistettynä interaktiivisuuteen tukee suuria muutoksia useilla teollisuudenaloilla.

Palvelu & huolto

Valmistajien teettämä tutkimus osoittaa, että palveluteknikot voivat kuluttaa jopa kolmanneksen työajastaan yrittäen löytää informaatiota painetuista ja verkkomanuaaleista, jotta saisivat apua laitteiden huoltoon ja korjaukseen. Monet yritykset tietävät, että vaikka perinteisiä huolto-oppaita on suhteellisen helppo kehittää, niiden tulkitseminen on monelle vaikeaa, kun ohjeet ja kaaviot näyttävät usein monimerkityksellisiltä.

Ensimmäinen askel suurten huoltoketjujen yrityksissä oli siirtyminen videomanuaalien tuotantoon. Näiden etuna on se, ett ne näyttävät huoltohenkilöstölle, miten laite pitää purkaa, korjata ja koota uudelleen. Tällöinkin jotkut operaatiot eivät ole täysin yksiselitteisiä, koska demovideo voi olla liian nopea tai huonosti selitetty. AR eli lisätty todellisuus kykenee ylittämään nämä ongelmat.

AR-sovelluksia on alkanut ilmestyä käyttöön. Ne käyttävät CAD-työkalujen dataa, joka yhdistetään huoltoteknikon toimintaa seuraavan kameran livevideoon. Mukana on animaatioita, jotka näyttävät miten osa tai laite puretaan, korjataan ja laitetaan takaisin kasaan. Ohjelmisto tulkitsee livevideokuvaa hakiessaan sopivia toimintoja, joita se voi näyttää huoltomiestä ohjatakseen. Verkkoyhteys on todennäköisimmin tärkeä osa kokonaisuutta. Tämä tarkoittaa, ettei huoltoinformaatiota tarvitse tallentaa paikallisesti.

Lisätty todellisuus kaipaa siis suuren kaistanleveyden ja lyhyen latenssin tietoliikennetekniikoita kuten 5G:tä. Langattomaan verkkoon liittynyt AR-laite voi pyytää apua etäpalvelimelta osien ja toimintojen tunnistamiseen. Vastauksen saavutaan se voi neuvoa huoltomiestä siitä, mitä seuraavaksi pitää tehdä. Ohjeet voidaan näyttää AR-lasien näytöllä tai tabletilla.

Tämän interaktiivisen palauttaa tärkeä ominaisuus on, että saatu informaatio voi maksimoida turvallisuuden ja vähentää vahinkojen mahdollisuutta. Jos teknikon tarvitsee esimerkiksi kytkeä laite tai osa pois sähköverkosta ennen jatkamista, ohjelmisto voi näyttää työvaiheet vain tähän asti. Kun sähkönsyöttö on katkaistu, järjestelmä voi jatkaa seuraavaan vaiheeseen demonstraatiossa.

Kun järjestelmää kootaan uudelleen, AR-laite ja sitä tukeva palvelinverkko voi tarkistaa etenemisen niin, että osat asennetaan oikeassa järjestyksessä ja oikein. Tämän mahdollisuuden monitoroida etenemistä ei tarvitse rajoittua vain huoltotöihin – sitä voidaan yhtä helposti soveltaa laitteen valmistukseen, mahdollisesti voidaan jopa tuoda fyysisiä työkaluja lisätyn todellisuuden ympäristöön.

Keskeinen vaatimus turvakriittisten sovellusten laitekokoonpanossa on varmistaa, että kiinnikkeet kuten pultit kiristetään tiettyyn arvoon. Ne pitää kiinnittää huolella, mutta on myös tärkeä varmistaa, ettei teknikko kiristä pultteja liiaksi, mikä aiheuttaisi epätoivottua rasitusta ympäröivään rakenteeseen. Perinteisesti jokaisen kiinnikkeen testaaminen on tehty erillisen testitiimin toimesta, mikä vie aikaa ja lisää kustannuksia. On myös aikaa vievää, mikäli kokoonpanotyöntekijää pitää jatkokouluttaa työtehon parantamiseksi.

AR-tekniikan ja tuotantotyökaluihin liitettyjen anturien avulla jokainen teknikko pääsee itse määrään työnsä laadun. Käyttämällä voimatyökaluja, joiden arvot syötetään AR-ohjelmistoon, teknikko saa välittömän visuaalisen palautteen jokaisen kiristettävän pultin tilasta. Kädet vapaana pitävien AR-lasien grafiikka voi näyttää pultin kireyden ja sen halutun kiristysarvon. Työkalussa itsessään voi olla värinämoottori, joka aktivoituu kun kiristämisessä päästään haluttuun arvoon, vähän samalla tapaa kuin ajoneuvojen kaistavahti varoittaa kuljettajia kaistalta pois ajauduttaessa.

Mahdollisuudet lääketieteessä

Lääketieteessä AR-sovelluksia on mahdollista hyödyntää monilla eri tasoilla. Esimerkiksi yksi startup-yritys aikoo parantaa hoitajien kykyä antaa pistoksia. Monilla potilailla on suonia, joita on vaikea paikantaa pelkästään silmällä. Kudokset ovat yleensä huonompia lapsilla ja vanhuksilla. Vaikeasti näkyvien suonten kohdalla hoitajan saattavat missata kohteensa ja joutuvat yrittämään uudestaan, mikä on potilaalle tuskallisempaa. Käyttämällä elektronisia antureita paikantamaan läheisten suonten polut voi ohjelmisto asettaa ne graafisesti näytölle, niin että hoitaja näkee mihin injektoida ruiskunsa.

Kehittyneemmät tekniikat kuten MRI voivat auttaa kirurgeja osoittamaan tarkasti esimerkiksi potilaan kasvaimia ilman turvautumista haitalliseen röntgenkuvaamiseen. Tämän avulla voidaan paitsi suunnitella leikkauksia myös varmentaa viiltojen paikka proseduurin aikana.

Muita käyttömahdollisuuksia

Monilla aloilla mahdollisuus lisätä grafiikkaa näytön päälle tuo työntekijöille paljon paremman näkymän siihen, miten muutokset vaikuttavat suunnitteluun. Esimerkiksi vähittäistavaraketjut ovat testanneet kaupallisilla AR-laitteilla kuten Google Glass -laseilla, että myytävien tavaroiden esillepano toimii.

AR-käyttäjän näytölle lisätyn grafiikan ei tarvitse olla synteettistä. Lisätty todellisuus tuo mahdollisuuden olla yhteydessä aivan eri toimipaikassa olevien ihmisten kanssa. USA:n armeijan tutkimuslaboratorion projektissa on kehitetty koulutusjärjestelmä, jossa kouluttajien synteettinen avatarhahmo on heijastettu sotilaiden laseihin, kun he harjoittelevat kentällä. Tämän STE-ympäristön (Synthetic Training Environment) avulla armeijan koulutus tulee joustavammaksi, kun sotilaita voidaan kouluttaa tarvittaessa – ovat he sotilaskeskuksessa tai kentällä tehtävää suorittamassa.

Kuten monet eri projektit osoittavat, lisätyllä todellisuudella on mahdollisuus päästä paljon pidemmälle kuin viihteeseen. Sen avulla voidaan heijastaa virtuaalisia kuvia käyttäjille niin teollisuudessa, lääketieteessä, vähittäiskaupassa, koulutuksessa kuin puolustushallinnossakin.