AI-XR Artificial Intelligence & Extended reality

Il laboratorio immersivo dello Iemest è costituito da tecnologie e dispositivi all’avanguardia per la visualizzazione di scenari simulativi in realtà virtuale (VR).
Applicazioni VR sono sempre più diffuse e numerose in molti campi, quali: medicina, biologia, automotive, manufacturing, beni culturali, pubblica amministrazione, internet delle cose, architettura, gaming, advertising, vendite online, comunicazione e marketing, turismo, editoria, moda, istruzione, formazione e altri campi di applicazione. Inoltre, è estremamente significativa l’emergente integrazione della VR nei processi aziendali come progettazione, produzione, simulazione, manutenzione e sicurezza.
Il laboratorio AI-XR dello Iemest ha come obiettivo quello di fornire esperienze in Realtà Virtuale che, unite allo sviluppo di sistemi basati sull’intelligenza artificiale, permettano di usufruire di scenari simulativi immersivi.

IMMERSIVITA'
SIMULAZIONE
PROGETTAZIONE

Il laboratorio dispone di due diverse tecnologie per la visualizzazione di scenari e ambienti 3D in Realtà Virtuale: Visori  e Cave System.  I visori sfruttano la tecnologia HMD (Head Mounted Display) dove l’utente indossa un casco ad hoc con uno schermo a visione binoculare, mentre la Cave è un sistema di proiezione 3D su più pareti che permette la visualizzazione di ambienti in scala 1:1 esplorabili da più utenti contemporaneamente.

CAVE SYSTEM

La Virtual Room dello IEMEST (CAVE) è un sistema di visualizzazione e interazione 3D di ultima generazione. La CAVE è composta da un layout a tre pareti verticali gestito da una sala regia, da 3 video proiettori 3D e da un sistema di tracking a 4 camere.

CAVE SYSTEM

Il rendering per la visualizzazione delle applicazioni sulla CAVE di IEMEST è gestito da due workstation collegate in rete locale in modalità master/slave, in modo tale da permettere la sincronizzazione della visualizzazione delle applicazioni che riproducono lo scenario 3d. Mentre il sistema di riproduzione è costituito da tre video proiettori collegati tra loro per garantire la sincronizzazione delle immagini sulle pareti.

I Vantaggi di una simulazione realistica

Adattandosi costantemente alla prospettiva dell’utente, le esperienze VR CAVE forniscono un livello di realismo mai raggiunto prima. Grazie all’elevatissima risoluzione dei proiettori utilizzati e al sistema di tracciamento dei movimenti è possibile mantenere l’illusione di essere immersi in un ambiente reale.
Mantenere un livello di realismo elevato che permetta di simulare efficacemente uno scenario di vita reale costituisce un vantaggio altamente significativo in moltissimi campi, fra i quali :

  • Salute
    Nel campo medico sono ormai consolidati i benefici della Realtà Virtuale. Ad esempio, simulando una sala operatoria all’interno della CAVE gli studenti di medicina hanno l’opportunità di immergersi in un’esperienza chirurgica molto prima di trovarsi in un ospedale vero e proprio. Possono osservare gli interventi e persino effettuare le procedure chirurgiche in prima persona. La preparazione salva vite umane e la tecnologia di simulazione VR CAVE può consentire una migliore formazione, trasformare il modo in cui lavoriamo e migliorare la formazione nella gestione di eventi critici.
  • Architettura
    La CAVE costituisce il luogo ideale dove condividere esperienze e favorire la condivisione tra diversi stakeholder, gli utenti possono infatti esaminare e manipolare in modo collaborativo modelli 3D complessi, con interazione naturale e scala 1 a 1. Possono essere effettuate simulazioni a livello strutturale o di design, riducendo drasticamente gli errori e abbattendo quindi i costi degli stessi interventi se si fossero effettuati in una situazione reale.
  • Automotive
    I sistemi CAVE sono utilizzati dalle case automobilistiche per testare i veicoli in fase di progettazione, per analizzare la posizione di guida, le varie regolazioni del volante e per conoscere la percezione del guidatore a determinati input. Inoltre, la simulazione dell’esperienza permette di apprendere il funzionamento della strumentazione ben prima di effettuare l’esperienza con l’auto reale.
  • Beni culturali e turismo
    La riproduzione 3D di monumenti, luoghi storici, opere d’arte o fossili archeologici ne permette la fruizione in qualunque momento, consentendo agli utenti di effettuare manipolazioni a proprio piacimento come restaurazioni o ricostruzioni storiche. Inoltre, invoglia gli utenti a visitare di persona i luoghi visti nella simulazione, incentivando così il turismo e la popolarità del luogo stesso.
  • Psicologia
    Le simulazioni in CAVE permettono di effettuare terapie psicologiche in modo innovativo. Ad esempio, Il paziente può visualizzare traumi ed esperienze di vita vissuta attraverso le simulazioni virtuali, permettendo di lavorare efficacemente al superamento di traumi o situazioni di disagio psicologico. Durante l’esperienza lo psicologo può osservare le reazioni del paziente, interloquire con lui ed effettuare la terapia nel modo più efficace.
Condivisione

Un importante vantaggio del sistema CAVE è l’aspetto collaborativo dello spazio virtuale. Infatti, possono essere presenti più utenti contemporaneamente e ciascun utente può osservare dal proprio punto di vista l’esperienza virtuale purché indossi i corrispettivi occhiali 3D.

Fornendo una soluzione di fascia alta con una maggiore interazione, la CAVE consente quindi di condividere meglio le informazioni, migliorare la collaborazione e la revisione di design tra le persone, consente una migliore formazione e il miglioramento dei processi decisionali e progettuali delle aziende.
Ma il vero vantaggio di questa tecnologia è che il potenziale delle loro applicazioni è praticamente illimitato.

VISORI

I visori VR sono dispositivi che consentono la visualizzazione di un ambiente tridimensionale da una prospettiva in prima persona, ricreando la percezione di essere all’interno dell’ambiente mostrato dal dispositivo. Tipicamente sono composti da un visore indossato sul capo che presenta uno schermo posto davanti agli occhi del soggetto ed eventualmente da joystick manuali che consentono di interagire con la simulazione virtuale.

Oculus Quest 2
Valve Index

I movimenti del capo del soggetto sono rilevati attraverso degli appositi sensori nell’apparecchiatura e consentono al motore grafico del software di seguire i movimenti fornendo l’impressione di essere realmente nell’ambiente 3D simulato. I visori a disposizione dell’istituto appartengono ai modelli Oculus Quest 2 e Valve Index.