Razgovarajmo

Istraživanje i razvoj · 2021

WAIP — AI Powered WorkBench

Radni stol koji upute projicira na radnu površinu i prepoznaje položaj ruku: vodi sastavljanje i mjeri vremena i napredak. Računalni vid na stereokameri, funkcionalan prototip.

Službeni naziv, na talijanskom: „WAIP — AI Powered WorkBench: banco di lavoro assistito da intelligenza artificiale con informazioni proiettate e riconoscimento della posizione delle mani”.

Cilj

WAIP (AI Powered WorkBench) zamisao je radnog stola nove generacije: sustav koji, informacijama projiciranima izravno na radnu površinu i prepoznavanjem položaja ruku, pomaže operateru pri gradnji, sastavljanju i popravcima, a istodobno prati stanja napretka, sa statistikom vremena i fotografijama pojedinih faza.

To je projekt koji postavlja datum: računalni vid primijenjen na ručni rad ovdje je iz 2021. Na AI nismo došli s valom iz 2023. — na njemu smo već radili.

Što je napravljeno

Hardverski prototip okuplja AI kameru Luxonis OAK-D — obrada do 4 TOPS, stereoskopski vid s percepcijom dubine, praćenje objekata u 2D i 3D —, kompaktni projektor Philips PicoPix i Raspberry Pi 3B kao računalnu jedinicu, montirane na konstrukciju s krakovima iznad radnog stola. Da bi dijelovi ostali poravnati, fizički su nosači komponenti modelirani i ispisani 3D pisačem. Softver je razvijen u Pythonu, sa sučeljem izrađenim u frameworku Kivy, najprije pod Windowsima pa prenesen na Raspberry.

Softverski prototip simulira jednostavan proizvodni proces: postavljanje okruženja, upute, kontrolu dijelova, sastavljanje i završnu kontrolu. Sustav kalibracije preslikava koordinate kamere na koordinate projiciranog sučelja: projicirani pokazivač prati kažiprst operatera, virtualne se tipke pritišću dodirom površine, a nekoliko gesta — znak V kažiprstom i srednjakom — upravlja postavljanjem. Na kraju se sama generira Excel datoteka, sa statističkim podacima i fotografijama svake iteracije.

Što je izašlo

Prototip se pokazao potpunim i funkcionalnim. Izvješće navodi i poboljšanja prepoznata za proizvodnu uporabu: prepoznavanje ruku u lošijim svjetlosnim uvjetima, ugađanje udaljenosti između kamere i površine te svjetliji projekcijski sustav s boljim fokusom.

Iz laboratorija

Slike potječu iz izvorne dokumentacije projekta.

Konstrukcija s krakovima iznad radnog stola: lijevo Raspberry Pi, desno projektor u nosaču ispisanom 3D pisačem.
Konstrukcija s krakovima iznad radnog stola: lijevo Raspberry Pi, desno projektor u nosaču ispisanom 3D pisačem.
Dva kraka izbliza: kućište Raspberryja Pi i ležište projektora, oba ispisana 3D pisačem.
Dva kraka izbliza: kućište Raspberryja Pi i ležište projektora, oba ispisana 3D pisačem.
Projektor u ležištu ispisanom 3D pisačem, s HDMI i naponskim kabelima skupljenima na kraku.
Projektor u ležištu ispisanom 3D pisačem, s HDMI i naponskim kabelima skupljenima na kraku.
Kućište Raspberryja Pi ispisano 3D pisačem, pričvršćeno na VESA prihvat kraka.
Kućište Raspberryja Pi ispisano 3D pisačem, pričvršćeno na VESA prihvat kraka.
Kućište Raspberryja Pi iz drugog kuta, s dostupnim USB i HDMI priključcima.
Kućište Raspberryja Pi iz drugog kuta, s dostupnim USB i HDMI priključcima.
Kompaktni projektor umetnut u ležište ispisano 3D pisačem, s kabelima napajanja i signala.
Kompaktni projektor umetnut u ležište ispisano 3D pisačem, s kabelima napajanja i signala.
Sastavljeni prototip: projektor, računalna jedinica i napajanje skupljeni na stupu.
Sastavljeni prototip: projektor, računalna jedinica i napajanje skupljeni na stupu.
Ležište projektora gledano sa strane, pričvršćeno na VESA prihvat kraka.
Ležište projektora gledano sa strane, pričvršćeno na VESA prihvat kraka.
Projektor i kamera smješteni u nosač ispisan 3D pisačem, usmjereni prema radnom stolu.
Projektor i kamera smješteni u nosač ispisan 3D pisačem, usmjereni prema radnom stolu.
Projicirano sučelje tijekom rada: sustav prati položaj kažiprsta na radnoj površini.
Projicirano sučelje tijekom rada: sustav prati položaj kažiprsta na radnoj površini.
CAD model nosača ispisanog 3D pisačem koji kameru i projektor drži poravnatima.
CAD model nosača ispisanog 3D pisačem koji kameru i projektor drži poravnatima.