Augmented reality kan minska fel och förebygga olyckor

En app som visar 3D-modeller i augmented reality ute på byggplatsen och inne i möteslokalerna är snart här. Bakom den står Alexandra Institutet. Maskininlärning kommer också att vara viktig för att AR-tekniken ska kunna tolka verkligheten.

Artikeln publiceras i samarbete med Alexandra Institutet.

Appen ska vara ett praktiskt verktyg för ingenjörer och förmän inom byggbranschen. Verktyget ska användas för att verifiera att stöttorna har monterats i enlighet med 3D-modellen och därmed förebygga olyckor på grund av felmontering.

Appen ska också hjälpa montören under monteringsarbetet. Montören kan använda HoloLens, iPad eller telefon för att studera de enskilda delarna av 3D-modellen och montera de olika komponenterna som åskådliggörs med modellen.

Dessutom har Alexandra-institutet prioriterat en funktionell och stabil programvara samt en mycket användarvänlig app. Dagens byggplatser är oftast multinationella, och därför ska många olika människor kunna använda appen.

Tekniken är tillräckligt mogen

Magnus Koch, Computer Graphics Engineer på Alexandra-institutet, säger:

– AR-tekniken är tillräckligt mogen för användning inom byggbranschen, förutsatt att man inte behöver millimeterprecision, utan nöjer sig med en noggrannhet på ungefär en centimeter. AR-tekniken kan redan idag användas för exempelvis arbete med stora byggkonstruktioner, precis som företaget PASCHAL gör.

Och det är just här som appen kommer att tas i bruk. Det tyska familjeföretaget PASCHAL-Danmark A/S levererar bland annat plattforms- och brostöttor, en slags ställningar som klarar av att bära upp mycket tunga laster som exempelvis en motorvägsbro medan den håller på att gjutas. Appen ska vara med och framtidssäkra PASCHAL för Industri 4.0.

Jim Koldborg, CIO vid PASCHAL, säger:

– Våra kunder kan använda appen för att se brostöttorna ute på plats i fullskalig Augmented Reality innan arbetet ens påbörjats. Det hjälper dem att se om det finns risk för att den verkliga världen sätter krokben för bygget. De kan också använda den för att kontrollera om brostöttorna har monterats korrekt när de väl är på plats. Appen är dessutom lämplig för undervisning.

AR-tekniken är visserligen mogen, men lider fortfarande av vissa barnsjukdomar, påpekar Magnus Koch.

Läs mer: AUTOPSTENHOJ:s augmented reality-app ökar försäljningen och produktiviteten

Den första utmaningen med AR

– Utmaningen med AR-tekniken är att få den att förstå omvärlden. När du använder telefonen för att studera t.ex. en byggplats ska den bygga upp en rekonstruktion av verkligheten samt en 3D-modell av den ställning du vill bygga.

Det är framför allt två saker som är krävande för AR-tekniken.

– Den ena är att 3D-modellen flyttar sig på ställningsbyggarens telefon. Den här förflyttningen kallas för avdrift, och handlar om att ställningen inte håller sig stilla när du tittar på den genom mobilen, i synnerhet om du rör på dig. Ställningen ska stanna kvar på exakt samma koordinater, oavsett var du befinner dig med din telefon, säger Magnus Koch.

Lösningen på detta problem är att använda ARCore och ARKit – Googles och Apples AR-plattformar.

– Men vi ska hjälpa det hela på traven, säger Magnus Koch och fortsätter: – Det fungerar genom att du tittar på ställningen genom mobilen, och allt eftersom du förflyttar dig ska datorn i t.ex. telefonen rekonstruera bilden löpande. Men om du tittar på något som är mycket likartat, t.ex. ett enfärgat golv, en grön gräsmatta eller en byggplats – som oftast är stor, lerig och brun – klarar AR-tekniken inte av att se att du rör dig. Enhetliga ytor är därför svåra för datorn att rekonstruera.

Den här utmaningen kan lösas genom att ställningsbyggarna på manuell väg lägger in en fixpunkt i AR-modellen av ställningskonstruktionen. Alternativt kan en lantmätare kallas ut som placerar ut stolpar som ställningsbyggaren sedan kan använda som fixpunkter i AR-modellen. Metoden att anlita en lantmätare eller att låta ställningsbyggaren själv välja fixpunkter för ställningen är emellertid bara en tillfällig lösning. Vi återkommer till detta när det gäller den andra utmaningen.

Läs mer: Digitaliserad produktion av byggnadsmoduler – styrt från en cockpit

Den andra utmaningen med AR

Den andra utmaningen handlar om positionering. AR-modellen behöver veta var du själv befinner dig i landskapet för att det ska gå att placera ställningen korrekt. Och det är framför allt här som maskininlärning kan vara till hjälp.

– Utmaningen handlar om att man helst vill få ställningen att passa in i miljön. Datorn måste därför ta reda på var du befinner dig i förhållande till 3D-modellen av ställningen. Om du är långt borta eller nära inpå, och hur omgivningen i övrigt ser ut. Om 3D-modellen av ställningen hamnar mitt i skogen i stället för i ravinen där den borde ha stått för att det ska gå att bygga till exempel en bro är den knappast till någon nytta, säger Magnus Koch.

Manuell positionering blir enklare med appen

– I nuläget placerar ställningsbyggaren in ställningen manuellt på iPad:en och anger också avståndet själv, men den här metoden är inte skalbar. Den går därför inte att använda i alla situationer när en modell ska kunna placeras. Tekniken behöver bli bättre, eftersom ställningarna kan vara enormt stora. Det kan därför bli svårt att visa allting på en iPad – och svårt att placera alla fixpunkter korrekt, säger han och fortsätter:

– Vi skapar därför ett verktyg som ska förenkla den manuella positioneringen. Och här är maskininlärning bra att ha. Med hjälp av maskininlärning kan ställningsbyggaren exakt ta reda på var alla fixpunkterna ska vara. Och med maskininlärning kan datorn själv räkna ut var ställningarna ska stå på byggplatsen baserat på ingenjörernas modell.

Tanken är också att maskininlärning ska kunna användas för att identifiera föremål.

– När ställningsbyggaren håller upp sin iPad ute på byggplatsen kan AR-tekniken matcha verkligheten med ingenjörsmodellen så att bron och ställningen placeras perfekt över ravinen, och inte mitt ute i skogen, säger Magnus Koch.

AR-teknik på millimeternivå

– Att PASCHAL använder AR är en startpunkt för att använda tekniken inom andra områden i byggbranschen – och detta på millimeternivå. Och efter ställningar är tanken att AR kan bidra under hela byggprocessen, påpekar Magnus Koch.

– Den moderna byggprocessen innebär att flera företag samarbetar och har sina egna modeller, och dessa olika modeller samlas sedan hos byggherren. Det finns emellertid ingen som kontrollerar om modellerna passar ihop – här kan AR-tekniken på sikt vara till stor hjälp. Det kan till exempel handla om att få byggarbetarnas telefon att visa var ledningar och rör ska placeras i Augmented Reality. Om de kan se på telefonen att det ska finnas en sugrörsledning på en viss plats, och att en del ledningar också ska dras i samma område, är det enklare att undvika att lägga ledningarna i röret, säger Magnus Koch.

PASCHAL:s vision är också att skapa en helt ny agenda för användning av 3D i byggbranschen.

Jim Koldborg avslutar:

– Hittills har 3D varit något som hör hemma på datorn. Nu flyttar vi 3D från skrivbordet och ut i verkligheten, och hoppas på att kunna bestämma en ny agenda för byggbranschen så att 3D – antingen via Hololens, iPad eller telefon – blir standard om fem år.

Digitalisering utan modeord? Hämta en kostnadsfri rapport med 5 praktiska råd och 10 konkreta affärsfall: Infria din digitala potential

Säg din mening

*