Augmented Reality kan begrense feil og forebygge ulykker

En app som viser 3D-byggemodeller i augmented reality ute på byggeplassen og inne i møterommet, er snart på trappene. Bak står Alexandra Instituttet. Og maskinlæring kommer til å spille en viktig rolle for å hjelpe AR-teknologien til å forstå rekonstruksjonen av virkeligheten.

Appen skal være et nyttig verktøy for ingeniører og arbeidsledere i byggebransjen. Dette skal sikre at støttene er montert i samsvar med 3D-modellen, og dermed forhindre ulykker pga. monteringsfeil.

Appen skal også assistere montøren under monteringsarbeidet. Montøren kan gjennom sin Hololens, iPad eller telefon se de enkelte delene av 3D-modellen, og montere de enkelte materialdelene som visualisert i modellen.

I tillegg har Alexandra Instituttet lagt vekt på en god stabil programvare og høy brukervennlighet i appen. En byggeplass i dag består vanligvis av mange nasjonaliteter, og derfor må appen kunne betjenes av mange mennesker.

Teknologien er moden nok

Magnus Koch, Computer Graphics Engineer ved Alexandra Instituttet, sier:

“AR-teknologien er moden for byggebransjen, hvis du ikke trenger en nøyaktighet på millimeternivå, men er fornøyd med en presisjon på ca. 1 cm. I dag kan AR-teknologien brukes til f.eks. å jobbe med store bygningskonstruksjoner, som de gjør i firmaet PASCHAL.”

Og det er nettopp her appen kommer til å se dagens lys. Den tyske familieeide bedriften PASCHAL-Danmark A/S leverer blant annet dekk- og brostøtter, som er et slags stillas som kan bære svært store belastninger, som f.eks. en motorveibro, mens den støpes. Appen skal være med på å sikre fremtiden til PASCHAL for Industri 4.0.

Jim Koldborg, CIO i PASCHAL, sier:

“Med appen kan kundene våre se brostøtten på stedet i 1:1 i augmented reality – før de starter. Det hjelper dem med å se om noe kommer til å skape problemer under oppsettingen i den virkelige verden.
Når brostøtten er satt opp kan de også bruke den til å kontrollere om alt sitter riktig. I tillegg egner appen seg for undervisning.”

Selv om AR-teknologien er moden, har den fortsatt noen barnesykdommer, påpeker Magnus Koch.

Les mer: Byggebransjen gjør som Pokemon

Utfordring nummer én ved AR

“Utfordringen med AR-teknologi er å få den til å forstå omverdenen. Når du ser deg rundt med telefonen din på f.eks. en byggeplass, handler det om at den skal bygge opp en rekonstruksjon av virkeligheten samt en 3D-modell av stillaset som du ønsker å sette opp.”

Og spesielt to ting utfordrer AR-teknologien.

“Det ene er at 3D-modellen drifter på stillasarbeiderens telefon. Drifte er et uttrykk for at stillaset står og hopper og beveger seg litt når du ser på det gjennom mobilen, spesielt hvis du beveger deg rundt. Stillaset må forbli på nøyaktig samme koordinater, uansett hvor du fysisk stiller deg opp med telefonen din,” sier Magnus Koch.

Løsningen her er å bruke ARCore og ARKit – henholdsvis Googles og Apples arbeidskit for augmented reality.

”Men vi skal hjelpe det litt på vei,” sier Magnus Koch og fortsetter:

“Det fungerer ved å du ser på stillaset gjennom mobiltelefonen, og avhengig av hvor du beveger deg, vil datamaskinen i f.eks. telefonen rekonstruere bildet. Men hvis du ser på noe som er veldig ensartet, det kan f.eks. være et ensfarget gulv, en grønn plen eller en byggeplass – som vanligvis er stor, gjørmete og brun – kan ikke AR-teknologien se at du flytter deg. Så ensartede overflater er vanskelige for datamaskinen å rekonstruere.”

Utfordringen kan løses ved at stillasarbeiderne manuelt plassere et fikseringspunkt i AR-modellen på stillasbygget. Eller å få en landmåler fysisk ut på stedet, som setter pæler i bakken som stillasarbeideren kan bruke som fikseringspunkter i AR-modellen. Men metoden for å bruke enten landmålere eller å la stillasarbeideren velge et fikseringspunkt for stillaset, er bare et plaster på såret. Det kommer vi til i utfordring nummer to.

Les mer: Byggebransjen bør hente inspirasjon fra Industri 4.0

Utfordring nummer to ved AR

Den andre utfordringen er posisjonering. AR-modellen må vite hvor du står i landskapet for å kunne plassere stillaset riktig. Og det er spesielt her maskinlæring kan hjelpe.

“Utfordringen er at du gjerne vil ha stillaset til å passe inn i omgivelsene. Datamaskinen må derfor finne ut hvor du står i forhold til 3D-modellen av stillaset – om du er langt fra eller nær, og hva omgivelsene ellers består av. Det nytter ikke at 3D-modellen av stillaset blir satt midt ute i skogen, ved siden av kløften hvor den skulle ha stått, for å støtte byggingen av f.eks. en bro,” sier Magnus Koch.

Den manuelle posisjoneringen blir lettere med appen

“Akkurat nå plasserer stillasarbeideren stillaset manuelt på iPad-en, og de viser til og med lengdeavstanden på datamaskinen. Men metoden er ikke skalerbar. Den kan derfor ikke brukes i alle situasjoner der du har behov for å plassere en modell. Teknikken må være bedre, siden stillasene kan være enormt store. Det kan derfor være vanskelig å vise alt på en gang på en iPad – og vanskelig å plassere alle fikseringspunktene riktig,” sier han og fortsetter:

“Vi lager derfor et verktøy for å gjøre den manuelle posisjoneringen lettere. Og her er maskinlæring bra. Ved hjelp av maskinlæring kan stillasarbeideren få beskjed om hvor alle de forskjellige fikseringspunktene må være – helt nøyaktig. Og med maskinlæring kan datamaskinen selv finne ut hvor stillasene skal være på byggeplassen, ut i fra ingeniørmodellen.”

Det er også planlagt å bruke maskinlæring til å gjenkjenne gjenstander.

“Når stillasarbeideren holder opp iPad-en sin ute på byggeplassen, kan AR-teknologien matche virkeligheten med ingeniørmodellen og bare plassere broen og stillaset over kløften, og ikke midt ute i skogen,” sier Magnus Koch.

AR-teknologi på millimeternivå

“At PASCHAL bruker AR gir en åpning for å bruke teknologien andre steder i byggebransjen – på millimeternivå. Og trinnet etter stillaser er f.eks. at AR kan bidra til bygging av en hel bygning,” påpeker Magnus Koch.

“I en moderne bygning har de forskjellige firmaene sine egne modeller, og de forskjellige modellene blir satt sammen av en byggmester. Imidlertid er det ingen som kontrollerer om modellene passer sammen – her kan AR-teknologien på sikt være til stor hjelp. Det kan f.eks. være å få bygningsarbeidernes telefon til å vise hvor ledninger og rør skal være i augmented reality. Hvis de kan se på telefonen at det skal være et eksosrør der, og det samtidig også skal være noen ledninger i samme område, så unngår de å legge ledningene i eksosrøret,” sier Magnus Koch.

PASCHALs visjon er da også å sette en helt ny dagsorden for bruk av 3D i byggebransjen.

Jim Koldborg avslutter:

“Så langt har 3D vært noe du har hatt på datamaskinen din. Vi tar det vekk fra skrivebordet og ut i virkeligheten, og håper å kunne sette dagsorden i byggebransjen, slik at 3D – enten via Hololens, iPad eller telefon – blir standard om fem år.”

Digitalisering uten moteord? Her får du et gratis whitepaper med 5 gode råd og 10 konkrete erfaringer: Oppnå ditt digitale potensial

Les også: Se alle teknologiske muligheter for entreprenører og byggebransjen

Si din mening

*