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Una tecnologia a prova di distanziamento fisico

Abbattendo i limiti imposti dal COVID-19 per i contatti fisici, il futuro appartiene alle applicazioni di Realtà Aumentata e Virtuale che, già oggi, trovano sempre più spazio all’interno del settore manifatturiero.

Intervista di Massimiliano Luce per il magazine Automazione Industriale all’Arch. Giuseppe DE PREZZO, responsabile dell’Area VAM - Virtual, Augmented Reality& Multimedia di CETMA


Prima di approfondire le tematiche legate alla realtà virtuale (VR) ed alla realtà aumentata (AR) applicate al settore industriale, volevo introdurre le competenze del CETMA, Centro di Ricerche Europeo di Tecnologie, Design e Materiali, al fine di illustrare questo “unicum” sul territorio nazionale. Il CETMA, è un’Organizzazione di Ricerca e Tecnologia (RTO) che da oltre 25 anni svolge attività di ricerca e sviluppo in differenti settori del mercato e supporta le aziende in virtuosi processi di innovazione fornendo specifici servizi e know how.
Collocato all’interno del comprensorio della “Cittadella della Ricerca” di Brindisi, il CETMA si caratterizza in una tecnostruttura di circa 3.500 mq, dotata di laboratori e di aule per la formazione, nella quale cooperano ricercatori, ingegneri, progettisti industriali, tecnici specializzati e innovation manager.



Qual è il rapporto di Cetma con la realtà aumentata e virtuale?
Nel lontano 1997 il CETMA organizzava in collaborazione con Alias|WaveFront, azienda di Toronto specializzata nello sviluppo di software 3D, un percorso formativo rivolto a progetti industriali nel quale si iniziavano ad apprendere le prime tecnologie per il virtual design. Nei primi anni del 2000, grazie ai progetti finanziati dal MIUR (PON 2000-2006), il CETMA ha potuto acquisire il know-how in materia di computer vision, computer graphic e visione artificiale. Nel 2004 abbiamo realizzato il CETMA VIRTUAL REALITY CENTER (CVRC), un laboratorio collaborativo dotato di un sistema di visualizzazione CAD WALL/CAVE, grazie al quale abbiamo potuto supportare le piccole e le grandi aziende, soprattutto del settore industriale, in attività di prototipazione digitale di veicoli, sessioni immersive di ergonomia e visite virtuali in contesti manifatturieri.
Ci abbiamo creduto, abbiamo investito in risorse e infrastrutture e abbiamo creato un team di professionisti capaci di progettare e sviluppare soluzioni e contenuti in realtà virtuale a 360°: l’Area Virtual, Augmented Reality & Multimedia, di cui sono responsabile e che afferisce al Dip. di Nuove Tecnologie e Design del CETMA, diretto dal dott. Italo Spada.
La realtà aumentata (AR) arriva con qualche anno di ritardo, ma ci ha da subito appassionato. Nel 2004 con il progetto PROCETMA (PON MIUR Ricerca e Competitività 2007-2013) abbiamo iniziato a comprendere le potenzialità della realtà aumentata nel settore industriale e già nel 2007 sviluppavamo la prima applicazione per il settore dell’aereonautica, basato su librerie ARToolKit.
L’industria è senz’altro un settore in costante ricerca di soluzioni innovative per rendere il processo produttivo più efficiente, e questa è una strada che offre un enorme potenziale. Tali tecnologie sono perfettamente in linea con i principi della quarta rivoluzione industriale – Industria 4.0.



Con quali settori dell'industria operate? Come accolgono generalmente le opportunità aperte dalla realtà aumentata e virtuale?
CETMA sviluppa applicazioni software e multimediali, customizzati e creati ad hoc sulle reali esigenze del cliente finale, per aziende che operano nel settore industriale.
Per noi il cliente è al centro di ogni strategia; proponiamo le nostre soluzioni innovative alle aziende che credono nel cambiamento tecnologico e culturale in atto. Questi valori sono così fortemente radicati nel team di CETMA da credere di poter fare la differenza.
In un contesto come quello dell’industriale, le aziende si affidano a CETMA per fare l’upgrade tecnologico, generato dalla digitalizzazione, che va ben oltre il semplice aggiornamento dei macchinari e delle competenze del personale. Oggi sviluppiamo soluzioni sfruttando le tecnologie AR e VR integrate con sistemi di visione avanzata e logiche basate sull’intelligenza artificiale e machine learning, nei seguenti settori: automotive, ferrotranviario, aereospaziale, manifatturiero, della produzione e del medicale.

Ci può fare degli esempi di progetti significativi che avete o state portando avanti con le imprese manifatturiere legate alla realtà aumentata e virtuale?
Assolutamente si. Uno dei tanti progetti che abbiamo realizzato negli ultimi anni, di cui sono abbastanza fiero, è stato la realizzazione di un’applicazione di realtà virtuale, per dispositivi wearable OCULUS, per la simulazione della linea di processo di FEMA INDUSTRY, azienda eccellente pugliese che si occupa di progettare e realizzare tecnologie ed equipaggiamenti per il taglio dei componenti in poliuretano.
FEMA si è rivolta a CETMA con un obiettivo ben preciso: ricorrere a strategie di marketing esperienziale, mediante l’impiego di tecnologie VR, per avere l’opportunità di far conoscere in un contesto internazionale, quale la fiera “INTERZUM EXPO 2019” di Colonia - Germania, i propri prodotti e processi produttivi, senza ricorrere al trasporto delle proprie macchine, di dimensioni notevoli. CETMA ha realizzato, pertanto, un’applicazione multimediale di Virtual Reality che consente di far comprendere agli utenti e ai potenziali acquirenti le peculiarità delle singole macchine, con la possibilità di fruire e interagire con la linea di processo e i singoli macchinari.





Importante sottolineare anche la nostra partecipazione al progetto H2020 SEMIMAN PRODUCTIVE 4.0 che si è appena concluso e per il quale abbiamo progettato e sviluppato un software in realtà virtuale in grado di fornire feedback in tempo reale sulle prestazioni della catena di produzione in un tipico impianto di produzione di semiconduttori.



Se ne parla da diverso tempo, ma a che punto è effettivamente l'incontro tra industria manifatturiera e realtà aumentata/virtuale?
Secondo uno studio condotto da Klecha & Co nel 2023 la spesa dell’industria in VR e AR toccherà 121 miliardi di dollari. E’ evidente che le tecnologie VR e AR sono ormai uno strumento che esiste e che è pure maturo, perché permette di abbattere i limiti fisici con conseguente abbassamento dei costi. Entro il 2023 la spesa dell’industria dovrebbe crescere di 30 volte rispetto al 2018-20 soprattutto perché i dispositivi tecnologici VR e AR hanno raggiunto un livello di sofisticazione tale da poter apportare un valore aggiunto tangibile all’industria. La realtà digitale sta silenziosamente rimodellando il modo in cui le organizzazioni operano: dal processo di design, alla fasi di progettazione, alla catena di montaggio, al marketing e formazione digitale.

In generale per quali tipologie di attività le imprese manifatturiere stanno cominciando ad implementare al proprio interno la realtà aumentata e virtuale (progettazione, sviluppo del prodotto, manutenzione, formazione a distanza...)? Ci può scattare una fotografia dell'attuale scenario?
In un periodo come quello attuale, che ci impone il distanziamento fisico da altre persone e limita notevolmente le nostre possibilità di mobilità, molte sono le aziende che si vedono costrette ad implementare al proprio interno sistemi innovativi multimediali VR e AR, per accrescere l’operatività interna, l’efficienza e la produttività.
I risultati di uno studio commissionato da Capgemini Research Institute “Augmented and Virtual Reality in Operations: A guide for investment” rivela che riparazione e manutenzione sono gli ambiti di maggior implementazione di queste tecnologie; seguiti da progettazione e assemblaggio. Infatti, tra il 29% e il 31% delle aziende che utilizzano l’AR e/o la VR lo fanno per consultare materiali di riferimento in formato digitale (31%), cercare un esperto in remoto (30%), per visualizzare digitalmente i componenti che non sono visibili durante il montaggio (30%) e per dare le istruzioni all’interno delle postazioni di lavoro (29%).

Ci sono settori industriali (automotive, aerospazio, pharma, food&beverage...) che si sono mossi con più convinzione verso la realtà aumentata? Per quali ragioni, secondo lei?
Originariamente sviluppate come tecnologie per il game e entertainment, la realtà virtuale e la realtà aumentata stanno rapidamente guadagnando terreno in vari settori della produzione industriale, dimostrato anche dal grafico, di seguito riportato (tratto da uno studio della Goldman Sachs Global Investment Research), che ci mostra una stima dei campi di applicazione di VR e AR per il 2025: è sorprendente vedere come l’utilizzo di queste tecnologie in campi come healthcare, ingegneria, real estate, costituisca una fetta di applicazione poco lontana in volume di affari rispetto alla fetta consumer (game).



Quali sono le criticità e le sfide che un'azienda manifatturiera deve considerare nell'implementare soluzioni di realtà aumentata e virtuale?
Sicuramente una delle criticità da tenere presente è la carenza di figure specializzate interne all’azienda, chiamate a rivestire i ruoli di progettista software VR e AR, e la mancanza di infrastrutture di back-end per la gestione e lo storage dei big data. Altro fattore importate è la privacy e la tutela dei dati. E’ possibile, infatti, che tali sistemi VR e AR collegati via web, possano essere soggetti a cyber attacchi. Difatti un’indagine condotta da Perkins Coie e XR Association rileva che il 61% degli intervistati considera la privacy e la cybersecurity tra i rischi principali collegati allo sviluppo di tecnologie AR e immersive VR.
Ma proprio per queste ragioni e al fine di agevolare la gestione e la manutenzione di applicazioni VR e AR nel tempo, progettiamo e sviluppiamo soluzioni facilmente aggiornabili basate sulla logica del CMS (Content Management System) e protette da protocolli di sicurezza che acquisiamo dalla nostra fitta di partner impegnati in ambiti di cyber sicurezza.

Che consiglio darebbe a una Pmi manifatturiera che vorrebbe cominciare a muoversi in questo ambito?
Oggi si parla spesso di criticità nella produttività aziendale, inteso come rapporto tra il volume dell’output realizzato e il volume di uno o più fattori impiegati nella sua produzione, causato da processi aziendali e gestionali inadeguati o metodologie di marketing obsolete. Innanzitutto suggerisco di fare una valutazione interna aziendale, individuando ed analizzando le reali necessità del contesto organizzativo aziendale, specificando le strategie chiave per ampliare le proprie iniziative ed essere competitivi nel mercato in cui si opera. Il CETMA può supportare le aziende del settore manifatturiero accompagnandole in percorsi di innovazione e assistendole nella creazione e nella gestione di prodotti e soluzioni che contemplano la realtà virtuale e la realtà aumentata. Il consiglio? Tali tecnologie non sostituiranno mai al 100% il lavoro dell’uomo, ma possono sicuramente supportare numerosi processi di formazione, produzione e vendita, anche di piccolissime realtà imprenditoriali.

Qual è il rapporto tra realtà aumentata/virtuale e i dispositivi indossabili? Quali sono i wearables più diffusi e utilizzati? Quale potrebbe emergere nel prossimo futuro?
Mentre i device di realtà virtuale sono progettati per essere immersivi, la tecnologia AR inserisce il contenuto digitale nel campo visivo reale di una persona: è proprio questo il motivo per il quale questa tecnologia VR finirà per essere destinata in specifici impieghi. Questo sposterà il focus dell’attenzione di produttori e utenti dalla VR all’AR. Il cambiamento, difatti, è già in atto in quanto sono in commercio dispositivi Optical see-trow, quali Microsoft HoloLens 2 che, grazie alla combinazione tra realtà mista (MR-Mixed Reality) e intelligenza artificiale (AI), consentono di riconoscere l’ambiente in cui si opera, permettendo la collaborazione, la condivisione e la visualizzazione di contenuti digitali in real time, sotto forma di ologrammi 3D.

Quali competenze sono richieste agli operatori di produzione per usare con successo la realtà aumentata/virtuale con i wearables? Ci può portare l'esempio di qualche scenario applicativo particolarmente interessante?
Ciò che l’utente finale ritrova in una applicazione VR e AR semplice e naturale, è il risultato di un processo operativo tutt’altro che scontato, che vede il coinvolgimento di figure professionali ben definite: il game designer, il modellatore e l’animatore 3D e l’UX designer, solo per citarne alcuni.
L’area VAM del CETMA, da questo punto di vista ha una grande potenzialità, in quanto è strutturata al suo interno da un team multidisciplinare, che va a coprire a 360° tutti gli aspetti tecnici per una corretta creazione di un’applicazione o uno scenario virtuale da fruire con sistemi VR e AR.
Per Mermec Group Spa, nota azienda impegnata nel settore dell’industria ferroviaria, abbiamo realizzato un sistema per la diagnostica dello stato d’usura dei binari basato su interazione VR e fruito tramite OCULUS RIFT. Tale applicazione denominata “Virtual Rail Inspector” consente, tramite una serie di tools creati ad hoc, di analizzare in tempo reale un complesso modello tridimensionale di un tratto ferroviario e di applicare ad esso una serie di parametri di misura e verifica.

Infine, quale applicazione di realtà aumentata/virtuale, all'apparenza futuristica, è in realtà alle porte?
Sicuramente il 3D WEB, ovvero la realtà virtuale e la realtà aumentata fruite direttamente dal browser web, senza dover necessariamente disporre di un apposito device come tablet o visori immersivi. Altre applicazioni? Crediamo che almeno il 50% del mondo fisico nel quale viviamo, anche a seguito della pandemia da Covid 19 verrà digitalizzato. L’AR e la VR oggi sono i principali protagonisti di una trasformazione digitale che investirà tutti i settori del mercato e nel prossimo futuro vedremo una crescita esponenziale di soluzioni basate su tali tecnologie ed è per questo motivo che continueremo ad investire in competenze, strutture e risorse.

dott. Italo SPADA, Direttore del NED- New Technologies and Design Department di CETMA


da sinistra: dott.ssa Nicoletta Spisso, dott.ssa Federica Bruno Stamerra, Ing. Marco Chirivì, dott. Piero Cirillo, Marina Cucinelli e Dario Cardone)