Intelligens szemüveg és mezőgazdasági alkalmazása

Hazánkban a digitális okos telefonok, televíziók és egyéb eszközök használata általánossá kezd válni. A digitális eszközök között az „intelligens szemüveg” új lehetőségeket nyit a mezőgazdasági gépgyártásban, a gépértékesítésben a gépek üzemeltetésében és az oktatásban.

Fogalmak

A technika fejlődésének világában új fogalmak, kifejezések használata terjed, amelyekről nem rendelkezünk pontos ismeretekkel. A mindennapi digitális ismeretanyagban leggyakrabban használt új kifejezések fogalmai, meghatározásai röviden a következőkben foglalható össze.

Ipar 4.0 kifejezés a negyedik ipari forradalomra utalva az információs technológia és az automatizálás egyre szorosabb összefonódását, illetve ezen keresztül a gyártási módszerek alapvető megváltozását elhozó időszak összefoglaló neve. Az ipari forradalom az egész társadalmat és annak gazdaságát is megváltoztatja. A negyedik ipari forradalom alapja a digitalizáció és az adat, a számítógép csupán eszköz.

Mezőgazdaság 4.0 kifejezést szokás használni a mezőgazdaság digitalizálására. A mezőgazdaság digitalizálásának eredményei elsősorban a precíziós gazdálkodás, a logisztika alkalmazásában és a termelési feladatokat ellátó eszközök, robotok működtetésének modernizálásában jelentkeznek.

BIG DATA elnevezést az információs társadalom szereplői és az egyén által létrehozott nagyméretű adathalmazra használják, gyűjtőfogalomként.

Felhőalapú szolgáltatások alatt azt kell érteni, hogy az adatokat, azok feldolgozásához alkalmazott programokat, szoftvereket nem helyi adathordozón, hanem egy szolgáltató eszközön (szerveren), az úgynevezett felhőben tárolják. A publikus vagy saját információkat, adatokat – akár feldolgozott formában – az internet segítségével tetszőleges eszközzel el lehet érni.

M2M (Machine to Machine), magyarul gép–gép közötti kommunikáció alatt azt értik, hogy a gépek az emberektől függetlenül képesek egymással „beszélgetni” és hatékonyan át tudják venni az összetett folyamatok irányítását is. Így például a mezőgazdaságban két traktoros gépcsoport egy gépkezelő rendszer (Fendt Guide Connect) esetén kommunikál egymással. A gépek közötti kapcsolat többféleképpen valósulhat meg, vezetékes összeköttetéssel, SIM-kártyás megoldással, mobilkommunikációs hálózattal, RFID (rádiófrekvenciás) összeköttetéssel stb.

IoT (Internet of Things), magyarul a dolgok internete kifejezés jelentése, hogy a gépek, a járművek, az eszközök kommunikációs szabványok segítségével kapcsolódnak az internetre és azon keresztül egymáshoz. Az IoT megvalósításához folyamatos internet kapcsolat szükséges, míg az M2M-hez nem szükséges az internet.

Intelligens, okos eszköz egy olyan termék, amely képes környezetéről, állapotáról, működési jellemzőiről digitális jelzést küldeni felhasználójának, illetve a felhasználó feldolgozott digitális adatait fogadni, megjeleníteni és alkalmazni. Az okos eszközök fejlesztése az Ipar 4.0 kapcsán mindennapos feladattá vált. Az okos eszközök használatára példaként szolgálnak a különféle kialakítású digitális intelligens szemüvegek.

Real environment magyarul valós környezet alatt az ember érzékszervei által megfogható, megmérhető, meglátható, érzékelhető valós környezetet, annak tárgyait, jelenségeit értjük.

Virtual environment magyarul virtuális, képzelt környezet a fiktív, kitalált, nem létező környezetet és annak színlelt tárgyait, jelenségeit jelenti. Az emberi képzelet által kitalált nem létező, képzeletbeli tárgyakat, dolgokat, jelenségeket a digitális technika segítségével meg lehet jeleníteni.

Augmented reality (AR) magyarul kiegészített valóság alatt értjük, hogy a valósághoz pl. fémmegmunkáló géphez, digitális eszközzel (intelligens szemüveggel) hozzárendelünk képzelt környezetet pl. virtuális munkadarabot és így eldönthetjük a munkagép beállítását.

Augmented virtuality (AV) magyarul kiegészített képzelet alatt értjük, hogy a digitális eszközzel (intelligens szemüveggel) megjelenített képzeletet pl. egy műhelyt kiegészítjük az elképzelt szerszámgépekkel és így tervezzük meg a szerszámgépekkel felszerelt műhelyt.

Mixed reality (MR) magyarul kevert valóság használata is terjed, amely AR és AV kevert folyamatára, egyidejű alkalmazására utal.

Google Glass

A Google Glass elnevezésű digitális intelligens szemüveg kifejlesztésének célja az volt, hogy a kiegészített valóságot (AR-t), illetve a kiegészített képzeletet (AV-t) megjelenítő fejre illeszthető kijelzőt hozzanak létre. A Google Glass prototípusát 2012-ben Amerikában egy Google konferencián mutatták be. Ez az eszköz lényegében egy kisméretű Androidos számítógép, ami egy szemüvegkeretbe van építve (1. kép).

1. kép Google Glass elnevezésű digitális intelligens szemüveg
(Forrás: https://jitp.commons.gc.cuny.edu/glass-in-class-writing-with-google-)

A kijelző szerepét egy mini projektor tölti be, amelynek képét egy prizma segítségével a szemünk elé vetíti. Az információk a szemünk előtt az okostelefon kijelzőjén megjelenő adatokhoz és ikonokhoz hasonlóan kétdimenziós (2D-s) formában jelennek meg. A kép kijelzése nem zavarja a látást és nem takar ki semmit a szem látótérből.

Az okos szemüveg bekapcsolás után működtethető a jobb oldali szemüvegszáron elhelyezett mini számítógép érintőfelületén (touchpad-on) mutatóujj segítségével, vagy hangutasítások révén, amikor viselőjének mindét keze szabad marad. Az internethez csatlakozó Google Glass-nak sok funkciója van, használható például navigációra, telefonhívásokra, sms küldésre-fogadásra, email-ek olvasására és küldésére stb. Ez az okos szemüveg 2D-s videokamerával is rendelkezik, így akár fotókat vagy videókat is készíthetünk vele, és ezeket azonnal meg is oszthatjuk az interneten. Az android rendszer révén pedig a további használati lehetőségek számát a rendelkezésre álló programok mennyisége határozza meg.

A Google Glass a folyamatos fejlesztés ellenére mindennapi otthoni és utcai használatra nem terjedt el. A játék és kommunikációs célra előállított eszközök terjedését magas áruk (kb. 450 eFt), az akkumulátor rövid üzemeltetési ideje, de leginkább az okos telefonok rohamos terjedése akadályozta.

A Google a partner cégekkel együttműködve folyamatosan fejleszti az okos szemüveget és a szükséges szoftvereket az ipari, az egészségügyi, az oktatási a logisztikai, az élelmiszeripari, a mezőgazdasági gépipari stb. széles körű alkalmazások elősegítése érdekében. Az intelligens szemüveget ma már olyan nagy ipari cégek alkalmazzák, mint például a Boeing, a Samsung, a VW, az Opel, vagy a DHL stb.

Intelligens digitális szemüveg mezőgazdasági alkalmazása

A Google Glass alkalmazása a mezőgépgyártásban elkezdődött, ma még elsősorban logisztikai és összeszerelési tevékenységekhez használják. Az amerikai mezőgépgyártó AGCO csoport az elsők közé tartozik, amely a mezőgazdasági gépek összeszereléséhez intelligens digitális szemüveget alkalmaz.

A munkás például a szemüveg segítségével látja az összeszerelési utasításokat, a műveletek végrehajtást kamerán keresztül ellenőrzi, dokumentálja a szemüveg, és ha szükséges a munkájához video támogatást kérhet a diszpécsertől (2. kép).

2. kép Traktorszerelés intelligens szemüveg használata mellett
(Forrás: https://news.agcocorp.com)

Egy másik példában az okosszemüveg lehetővé teszi a dolgozók számára, hogy a gép sorozatszámának beolvasása után, azonnal útmutatást kapjanak az adott gép felépítéséről, kézikönyv, kép, vagy videó formájában (3. kép).

3. kép Munkamegbeszélés digitális szemüveg alkalmazásával
(Forrás: https://news.agcocorp.com)

Az intelligens digitális szemüveg használatával az AGCO több mint 30 százalékkal csökkentette az ellenőrzések időtartamát, és közel 25 százalék időt takarított meg a nagy komplexitású gépegységek összeszerelése során. A munkások feladatául szolgáló szerelési műveletek betanítására fordított oktatási időszükséglet mintegy harmadára csökkent a digitális szemüveg alkalmazásának eredményeként.

Intelligens szemüveget alkalmaz az AMAZONE

Az AMAZONEN Werke GmbH mezőgazdasági gépgyártó vállalat a szerviz technikus szakemberek számára és a végfelhasználók tanácsadási szolgáltatás nyújtására multimédiás alapú, valós idejű támogatást nyújtó AMAZONE SmartService 4.0 elnevezésű rendszert hozott létre. Ez a termék elsők között használja az agrárágazatban a digitális szemüveget, amelynek segítségével a bonyolult mezőgazdasági gépek karbantartási tevékenysége könnyen elsajátítható (4. kép).

4. kép Utasításkérés gépkarbantartás megkezdéséhez
(Forrás: www.info.amazone.de/DisplayInfo.aspx?id=46435)

A szemüvegkeretben elhelyezett mini számítógéppel interaktív hang- és képutasítás kérhető. A szerelő a bonyolult mezőgazdasági gépen a hiba helyét könnyen megtalálja az okosszemüvegen kivetített kép segítségével (5. kép).

5. kép Hibahelykeresés intelligens digitális szemüveg segítségével
(Forrás: www.info.amazone.de/DisplayInfo.aspx?id=46435)

A kifejlesztett speciális szoftver által az AMAZONE széleskörű kommunikációs lehetőséget és gépismertetéseket kínál a géptulajdonosok, kereskedők számára. A vállalat ezen túlmenően először támogatja képzéseit a kiegészített valóságrendszer (AR) segítségével.

KRONE intelligens szemüveget alkalmaz

A KRONE vállalat csúcstechnológiás gépei, több ezer egyedi alkatrészből állnak. A termelési logisztika munkatársai korábban kézi számítógépeket használtak vonalkódolvasókkal, a gépekhez szükséges alkatrészek kiválasztásához és a szerelési helyhez juttatáshoz. Mivel a gépek egyre összetettebbé váltak ez a módszer elérte alkalmazásának határait.

2017 közepén a vállalat úgy döntött, hogy intelligens szemüveget alkalmaz a meglévő gyártási és raktárkörnyezetben. Az intralogisztika és az intelligens szemüveg széleskörű ismereteivel rendelkező Picavi GmbH kidolgozta a „pick-by-vision” szoftver alkalmazását. Ezzel a szoftverrel és a logisztikai munkatársak intelligens szemüveggel történő ellátása révén a KRONE hatalmas lépést tett a digitális termelés jövője felé (6. kép). Ennek eredményeként akár 30 százalékos időmegtakarítást értek el, miközben növelték a minőségbiztosítást.

6. kép Dolgozó intelligens szemüveggel, akkumulátor és vezérlőprogram-tárolóval
(Forrás: www.picavi.com)

Mezőgazdasági gazdálkodás segítése

Az intelligens szemüveg segítségével a termelő egy időben nyomon követheti gazdálkodásának legfontosabb adatait, amelynek birtokában dönthet tevékenységének hatékony folytatásáról (7. kép).

7. kép Intelligens szemüveggel a kukoricatábla szélén
(Forrás: https://medium.com/farmwave-field-notes/)

A termelési, például növénytermesztési adatokat elküldheti a gazdálkodó a központi irodába, ahonnan feldolgozás után visszakapja a kiértékelt adatokat, illetve a szakmai javaslatokat. Az összetett folyamatok adatainak szinte azonos időbeli feldolgozásához a gazdálkodó a Microsoft HoloLens alkalmazását veheti igénybe.

Microsoft HoloLens

A Microsoft 2015 év elején mutatta be a HoloLens-t, a cég saját fejlesztésű kiterjesztett-valóság szemüvegét, amely a Windows 10 egy módosított változatát használja (8. kép).

8. kép Volvo 3D-s futómű megjelenítése HoloLens segítségével
(Forrás: https://www.recode.net/2015/11/20/11620836/)

A fejre sisakszerűen felhelyezhető intelligens szemüveggel a gyártó célja egyebek közt az volt, hogy 2 D-s és 3D-s digitális felületet biztosítson olyan helyzetekben is, ahol a dolgozónak nem áll folyamatosan rendelkezésére egy számítógép. A HoloLens sötét színű, de átlátszó holografikus lencsék mögött többek között 4 közel- és 1 távérzékelő kamera, 1 db 2 MP-es kép/videó kamera, 4 mikrofon, vegyes valóság érzékelő, környezeti megvilágítás érzékelő szenzor van. A szemüveg térbeli hangérzékelővel, tekintet figyelő és kézgesztus érzékelővel, hangrendszerrel is rendelkezik. A HoloLens be/ki meneti kapcsolatai Wi-Fi, Bluetooth, mikro USB és audio jackkel valósíthatók meg. Ezek segítségével a beépített nagy teljesítményű 3 processzoros számítógép lehetővé teszi, hogy fényből és hangból készült 3D-s hologram képet hozzon létre, illetve egy ilyent jelenítsen meg. A rendszer egyszerre több 2D-s alkalmazás futtatására is képes, ezek a tér különböző sík felületein helyezhetőek el asztalon, falon, akár a plafonon is, és ezek akkor kerülnek a látótérbe, amikor feléjük fordítjuk a tekintetünket.

Az alkalmazások, amelyek lehetnek kevert valóságok (MR) is a Windows 10 változatával irányíthatók. Az egérkurzort kulcsszavas hangutasítás, vagy a tekintet vezérli virtuális homloklézerrel. A kiválasztott elemek aktiválásához az interakció legfontosabb formája a „levegőben csippentés”, amelynek leírása így hangzik: öklünket emeljünk picivel váll fölé, nyújtsuk ki mutató ujjunkat felfelé és csippentsük össze a hüvelykujjunkkal. Ez nagyjából az egérkattintásnak felel meg, hosszan tartva például húzhatunk virtuális tárgyakat. Ha ez nehézséggel jár, akkor rendelkezésre áll fizikai kattintó eszköz (clicker) is az egérkattintás pótlására. A kényelmesen hordható HoloLens, 579 g tömegű és védőszemüvegként is használható. Az akkumulátora 2-3 órás üzemeltetést tesz lehetővé és az USB csatlakozón keresztül tápegységről folyamatosan is működtethető, ára kb. 1,5-2,5 millió forint, a tartozékoktól függően.

A Microsoft elsősorban olyan munkakörökbe javasolja termékének alkalmazását, ahol igen összetett gépek összeszerelésével, helyszíni javításával, új termékek eladásával és oktatással foglalkoznak. A HoloLens jól alkalmazható ott, ahol speciális szakember segítségére van szükség, mert ekkor egy Skype híváson keresztül a másik fél az illető fejkamerájának képét is láthatja, és akár jelöléseket is tehet rá.

A Case IH és a Microsoft 2017-től közös program keretében gépek karbantartási műveleteinek észszerűsítése érdekében és munkáscsoportok képzésének javításáért tesztelik a HoloLens intelligens szemüveget (9. kép).

9. kép A Case IH és a Microsoft tesztelik a HoloLens mezőgazdasági alkalmazását
(Forrás: https://youtu.be/I_R55d72VSw?t=0)

Az intelligens szemüveg segítségével teljesen megváltozhat a betanítás folyamata is, hiszen a munkáltató virtuális környezetben 3D-s képekkel taníthatja meg dolgozóinak, hogyan kell használni az új munkaeszközöket. Mindezeken túl önmagában a digitális 3D-s kép és adat megjelenítés is gyorsítja a munkát, hiszen holografikus képernyőkön bármilyen adat a látótéren belül elhelyezhető, nem szükséges folyton rápillantani egy monitorra. Így könnyebbé válhat bármilyen tervezői folyamat: legyen szó akár a mezőgazdasági gép kialakításáról vagy egy állattenyésztő telep berendezéséről. Irodai környezetben is kamatoztatható a HoloLens által nyújtott innováció, például a tárgyalások során a hagyományos videokonferenciák helyett 3D-s környezetben találkozhatnak a dolgozók és virtuális képernyőket, valamint referenciaanyagokat is könnyen behúzhatnak a „térbe” a megbeszélés során.

Az olyan összetett folyamatok, mint például az időjárás változása, helyileg is nyomon követhető az intelligens szemüveggel előállított 3D-s modellel (10. kép). A digitális jövőben az intelligens szemüvegek felhasználásának határát a képzelet fogja korlátozni, a képzelet pedig határtalan.

10. kép Időjárásváltozás nyomon követése intelligens szemüveggel
(Forrás: www.tecnologiadetuatcs.ekorteingles.es)