Innovazione

13 febbraio 2018Stefano Voltolini

Smartphone e powerwall: la realtà virtuale entra in cantiere

I progetti di Fraunhofer a disposizione delle PMI. E l'edilizia diventa digitale

«Passeggiare» dentro il progetto, calcando le superfici come se fossero reali e quasi toccando con mano gli oggetti. Prima che muri, strutture, oggetti diventino qualcosa di concreto e non si possa più tornare indietro. Con una serie di vantaggi: verificare in anticipo la fruibilità degli spazi, rendere i controlli capillari e ridurre al massimo gli errori di progettazione prima di passare alla realizzazione pratica.

È un esempio delle possibili applicazioni della realtà virtuale per l’edilizia, un settore nel quale opera Fraunhofer Italia, la sede di Bolzano (all’interno del NOI Techpark) della più grande rete al mondo per la ricerca applicata. Gli strumenti sviluppati sono a disposizione delle imprese, in particolare delle Pmi, che intendono collaborare in progetti di ricerca in tema di costruzioni assieme all’istituto. Dalla powerwall – il megaschermo che consente di vedere il progetto in scala uno a uno, tramite una tecnologia su cui «gira» il software proprietario di Fraunhofer – allo smartphone per visualizzare, stando nel cantiere, le parti di edificio ultimato e quindi poter governare meglio le fasi di realizzazione.

Il team

Ai progetti tecnologici per l’edilizia lavora il team PEC di Fraunhofer. La sigla sta per Process Engineering in Construction. Il dipartimento si occupa di implementare le metodologie e le strategie per ottimizzare l’organizzazione e i processi di costruzione, allo scopo di aumentare la produttività e la qualità e promuovere la digitalizzazione. «Lavoriamo – spiega Alice Schweigkofler, ingegnere edile e parte del competence team – per migliorare i processi sia nelle nuove costruzioni che in quelle esistenti, con l’obiettivo di avviare un processo di digitalizzazione per l’edilizia e quindi anche per l’applicazione nel settore delle costruzioni delle tecnologie di realtà virtuale e aumentata».

Realtà virtuale

Per la Virtual reality applicata alla progettazione Fraunhofer Italia utilizza la powerwall, un sistema di visualizzazione stereoscopica attraverso una parete retroilluminata e gli occhiali attivi per la visione in 3D. È una delle due grandi famiglie delle tecnologie per la Vr assieme a quella che si basa sugli Head mounted display (Hmd), gli schermi che si indossano sulla testa.

La workstation installata nella sede del NOI ha una parte hardware e una software. A elaborare l’ambiente virtuale dando in sostanza «vita» ai progetti bidimensionali è il software proprietario «VRfx» creato dall’IAO, l’Istituto per l’ingegneria industriale di Frauhofer a Stoccarda, in Germania. «Questa soluzione – prosegue Schweigkofler – si può utilizzare per diversi ambiti. Noi la usiamo per la prototipazione virtuale degli edifici: si possono così verificare in anticipo quanto gli spazi sono fruibili ed evidenziare eventuali errori nella progettazione, prima di passare alla costruzione».

Per «animare» il disegno in tre dimensioni serve un’elaborazione in quattro fasi: la prima è l’acquisizione del materiale, ovvero i disegni tecnici, la seconda è la modellazione. Segue  l’assegnazione delle texture (i «colori» per ogni materiale differente), delle luci e delle ombre, e come ultima fase la visualizzazione in tempo reale attraverso VRfx, che necessita di una capacità di calcolo elevata. L’effetto finale in 3D dato dalla combinazione della grande powerwall e dagli occhiali attivi consente «di percepire lo spazio in modo reale», letteralmente camminando dentro l’edificio progettato, «entrando» negli spazi in «scala 1 a 1».

Realtà aumentata

Il legame tra tecnologia, percezione aumentata e realtà vive anche al di fuori della sede dell’istituto al NOI dove è collocata la powerwall. Fraunhofer sta sviluppando «AR4Construction» (Augmented reality for construction). Un’applicazione che consente, utilizzando uno smartphone con sensori particolari di movimento e posizione, di spostarsi sul cantiere come se si fosse già dentro l’edificio ultimato. Visualizzando sullo schermo elementi della struttura – come pareti o travi portanti – che non esistono ancora nella realtà, ma solo nel progetto. «Così le informazioni arrivano nel tempo giusto alla persona giusta» spiega Schweigkofler. E anche in questo caso si ottimizzano i processi, riducendo gli errori.

Le applicazioni

In generale, sono numerose le applicazioni dei sistemi di Vr e Ar per l’edilizia. Uno dei primi utilizzi pratici dello strumento si è avuto proprio per il NOI, il nuovo parco tecnologico della provincia di Bolzano, gestito da IDM Alto Adige, che rappresenta uno dei principali investimenti del sistema territoriale per dare slancio all’innovazione. L’impiego del software VRfx ha permesso di far vedere alla cittadinanza di Bolzano e di tutta la provincia come sarebbe stato il NOI una volta realizzato. «E noi di Fraunhofer abbiamo visto come sarebbero stati i nostri ambienti interni, gli uffici» aggiunge Schweigkofler.

Le simulazioni virtuali sono utili anche per migliorare i processi, abbassando le spese delle prove pratiche sul campo, nelle lavorazioni pericolose o costose oppure per la formazione del personale che utilizza macchinari specifici. Un’altra modalità di immediata applicazione è la comunicazione con le persone comuni che non hanno competenze tecniche di lettura dei disegni in 2D. Si pensi a un agente immobiliare o a un architetto che vogliono mostrare il progetto di un immobile al proprio cliente. Con strumenti di questo tipo possono farlo in modo semplice e intuitivo.

Ma la cosa più importante per il tessuto economico, dentro o fuori i confini dell’Alto Adige, è che le dotazioni tecnologiche di cui è dotata Fraunhofer Italia sono a disposizione delle aziende vogliono disposte a  investire in  progetti di ricerca con la rete per l’innovazione aziendale. Va tenuto presente che la collaborazione è no profit per l’istituto, i cui ricavi servono unicamente a coprire i costi dell’attività.