Realidade aumentada em manutenção: estudo de uma abordagem multi-dispositivo

Abstract

A Realidade Aumentada (RA) permite aumentar a visão do mundo real sobrepondo informação digital sobre a vista real do utilizador, aumentando a sua perceção do mundo. Existem várias áreas em que a aplicação da RA foi explorada com sucesso, nomeadamente a medicina, a robótica e o entretenimento. Uma das áreas em que a RA é considerada estratégica é a manutenção em ambiente industrial, para auxiliar os técnicos em tarefas complexas. No âmbito desta dissertação foram analisadas as tecnologias e métodos mais recentes usados em RA, com vista a sua aplicação num contexto de manutenção. Com base nessa análise, foi desenvolvido uma solução multi-dispositivo de RA, composta por duas aplicações executadas em dispositivos diferentes, para dar apoio à manutenção de um equipamento. Esta abordagem foi desenvolvida como solução para um problema encontrado na utilização de realidade aumentada com recurso a apenas um dispositivo móvel – a quantidade de informação que o técnico precisa, pode ser demasiado grande, obstruindo o ecrã do dispositivo móvel e complicando a execução da tarefa. Desta forma o técnico de manutenção consegue observar informação sobreposta com a realidade num dispositivo e informação adicional relevante noutro. Nesta dissertação são também apresentados testes com utilizadores, efetuados para avaliar a usabilidade das soluções desenvolvidas. Foi realizado um teste preliminar, simulando uma tarefa de manutenção simples numa caldeira com o objetivo de perceber a aceitação dos participantes e receber comentários e opiniões sobre as aplicações desenvolvidas. A segunda avaliação mais orientada para a avaliação da usabilidade de uma solução baseada em RA multi-dispositivo consistiu numa experiência controlada baseada numa tarefa de apoio à montagem de um circuito eletrónico, em que foram recolhidos dados experimentais (medidas de desempenho e satisfação) por forma a comparar 3 métodos diferentes: o tradicional (com manual de papel), um método baseado em RA com um dispositivo e um método de RA com a informação apresentada em dois dispositivos. Os resultados obtidos com 24 participantes sugerem que a utilização de realidade aumentada oferece vantagens em relação ao método tradicional quando o objetivo é a redução do tempo (e variabilidade de tempo entre várias pessoas) e dos erros cometidos durante um processo de montagem. Com base na experiência obtida apresentam-se conclusões e pistas para trabalho futuro.

Augmented Reality (AR) allows increasing the view of the real world by overlaying digital information, increasing the user’s perception of the world. There are several areas in which the application of AR has been successfully explored, namely medicine, robotics and entertainment. One of the areas considered where AR is considered strategic is maintenance in an industrial environment, to assist technicians in complex tasks. In this dissertation, the most recent technologies and methods used in AR were analyzed for their use in a maintenance context. Based on this analysis, a multi-device AR solution was developed, consisting of two applications to be executed in different devices, to support the maintenance of an equipment. This approach has been developed as a solution to a problem encountered in the use of only one mobile device with augmented reality - the amount of information the technician needs may be too much obstructing the screen and complicating the execution of the task. In this way the maintenance technician can observe overlapping information with the reality in one device and additional relevant information in another. In this dissertation tests with users are also presented, carried out to evaluate the usability of the developed solutions. A preliminary test was performed simulating a simple maintenance in a boiler in order to better understand the acceptance of the participants and to obtain comments and opinions on the developed applications. The second evaluation, more oriented to the usability evaluation of a multi-device AR system was based on a task to support the assembly of an electronic circuit; in this controlled experiment several data (performance and satisfaction measures) were collected in order to compare 3 different methods: traditional (with a paper manual), a method based on a single device AR solution and another AR method presenting he information in two devices. The results obtained with 24 participants suggest augmented reality offer advantages over the more traditional method when the goal is to reduce the time and errors made, during an assembly process.