具有 2D 和 3D 可視化系統(tǒng)的機(jī)器人模擬器

機(jī)器人模擬器和職業(yè)安全數(shù)字技術(shù)的采用有助于預(yù)防事故和減少 "白色死亡"。該術(shù)語(yǔ)用于定義工作場(chǎng)所的致命事故，這是一個(gè)每年至少導(dǎo)致上千人喪生的嚴(yán)重問(wèn)題。在 2023 年的前十個(gè)月里，向意大利國(guó)家勞工研究所（INAIL）提交的致命工傷事故報(bào)告數(shù)量為 868 起。這意味著平均每天有近三人死于工傷。更不用說(shuō)，同期提交的工傷事故報(bào)告有 489 526 份。

事故發(fā)生的方式多種多樣，但得益于科技的發(fā)展，我們可以從培訓(xùn)工人開(kāi)始，努力減少事故的發(fā)生。比薩的圣安娜高等學(xué)院（Scuola Superiore Sant'Anna）的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)利用機(jī)器人技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，專(zhuān)門(mén)從事先進(jìn)模擬器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

"可以說(shuō)，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了歐洲最先進(jìn)的全套模擬器。"BTR Simulators 公司的聯(lián)合創(chuàng)始人加布里埃爾-法琴扎（Gabriele Facenza）說(shuō)。

航空、汽車(chē)、醫(yī)療保健、軍事和游戲等多個(gè)行業(yè)都已意識(shí)到采用模擬系統(tǒng)的好處，因此開(kāi)發(fā)模擬系統(tǒng)的興趣十分濃厚。市場(chǎng)的增長(zhǎng)證實(shí)了這一點(diǎn)，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將翻一番：全球市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2022 年的 166 億美元增至 2030 年的 287 億美元。增長(zhǎng)的動(dòng)力正是來(lái)自對(duì)培訓(xùn)和技能發(fā)展以及降低風(fēng)險(xiǎn)日益增長(zhǎng)的需求。正如 BTR Simulators 聯(lián)合創(chuàng)始人本人所解釋的那樣，使用模擬器不僅能確保所有工作領(lǐng)域的高度安全，還能保證節(jié)約成本并大幅減少附帶損害。

由意大利比薩圣安娜高級(jí)研究學(xué)院的附屬機(jī)構(gòu) BTR Simulators 設(shè)計(jì)的機(jī)器人模擬器的使用示例

培訓(xùn)

確保更高的工作安全性還取決于對(duì)工人進(jìn)行充分培訓(xùn)的能力。數(shù)字技術(shù)可以在這方面提供幫助。

意大利比薩圣安娜超級(jí)理工學(xué)院（Scuola Superiore Sant'Anna）的一家衍生公司專(zhuān)門(mén)從事機(jī)器人模擬器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景提供盡可能真實(shí)的沉浸式體驗(yàn)。

充分的培訓(xùn)可以保證實(shí)驗(yàn)的安全性，降低成本并減少附帶損害。未來(lái)，機(jī)器人模擬器將越來(lái)越身臨其境，體驗(yàn)虛擬環(huán)境的好處，采用可穿戴設(shè)備，甚至依靠虛擬化身。

機(jī)器人模擬器改善培訓(xùn)和工作安全

意大利的分拆公司名為 BTR Simulators，BTR 代表 Better Than Real（比真實(shí)更好）。當(dāng)虛擬能夠提供盡可能真實(shí)和身臨其境的印象時(shí)，它就成為 "比真實(shí)更好 "的產(chǎn)品。為此，BTR 使用了各種二維和三維可視化技術(shù)，以及帶有單屏、多屏或完全沉浸式屏幕的系統(tǒng)。通過(guò)使用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)模擬器，可以對(duì)公司員工進(jìn)行全面安全的培訓(xùn)，并在工作環(huán)境或?yàn)樘囟▓?chǎng)合選擇的其他場(chǎng)景中進(jìn)行演示。

為了能夠利用最先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)為職業(yè)安全和其他應(yīng)用開(kāi)發(fā)解決方案，BTR 在很大程度上依賴(lài)于研究和創(chuàng)新。這也是 BTR 由 PercRo 實(shí)驗(yàn)室的研究人員創(chuàng)立的原因。該實(shí)驗(yàn)室由 "Scuola Superiore Sant'Anna "機(jī)械智能研究所講師 Massimo Bergamasco 教授于 1991 年創(chuàng)立，擁有 70 多名員工，包括博士生、研究人員、合作者以及具有機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)背景的大學(xué)教授。

多年來(lái)，BTR Simulators 與托斯卡納地區(qū)、米蘭比可卡大學(xué)、CIF 基金會(huì)和 Cisa Logistic Group（后者專(zhuān)門(mén)從事搬運(yùn)和物流綜合服務(wù)）等機(jī)構(gòu)、工業(yè)和科學(xué)實(shí)體建立了重要合作關(guān)系。模擬器可讓您培訓(xùn)員工管理叉車(chē)和橋式起重機(jī)等機(jī)械，使其能夠在同一模擬場(chǎng)景中與其他用戶進(jìn)行交互，并在不同的情況和天氣條件下進(jìn)行練習(xí)。正如 Facenza 所解釋的：

”在培訓(xùn)領(lǐng)域使用模擬器非常重要，因?yàn)樗刮覀兡軌蚧卮鸸と嗽谑褂梦ｋU(xiǎn)、重型或復(fù)雜機(jī)械的培訓(xùn)期間最常見(jiàn)的問(wèn)題：如果我這樣做會(huì)發(fā)生什么？在模擬培訓(xùn)期間，這個(gè)問(wèn)題的答案是在完全安全的環(huán)境中向工人提供的，其中由于不正確的操作或決策、意外問(wèn)題、緊急情況或可用的決策時(shí)間有限而引起的事故不會(huì)對(duì)工人的工作產(chǎn)生影響。健康。”

使用機(jī)器人模擬器的優(yōu)點(diǎn)：安全性高、節(jié)省經(jīng)濟(jì)

模擬器是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器，在硬件和軟件層面上都是如此。

”BTR 模擬器設(shè)計(jì)的游戲的特點(diǎn)是高度沉浸感，使嘗試它們的人盡可能地參與其中，提供比以往更加真實(shí)的移動(dòng)工作場(chǎng)景。我們創(chuàng)建了模擬器，將模擬車(chē)輛的車(chē)身和真實(shí)儀器集成在一起，并在工作環(huán)境的忠實(shí)虛擬復(fù)制中運(yùn)行。接受培訓(xùn)的人員通過(guò)使用物體并進(jìn)入他或她工作或?qū)⒁ぷ鞯墓净驒C(jī)構(gòu)的實(shí)際操縱空間來(lái)做到這一點(diǎn)?！?/p>

該組織的優(yōu)勢(shì)是多方面的：除了確保盡可能有效和安全地進(jìn)行培訓(xùn)之外，它還使我們能夠避免因現(xiàn)場(chǎng)模擬而導(dǎo)致機(jī)器停機(jī)以及使用人員進(jìn)行培訓(xùn)活動(dòng)。

Facenza 講述了“比真實(shí)更好”意味著什么：

”我們能夠“嚇?！庇脩簦簿褪钦f(shuō)，讓他們面對(duì)可能使他們完全安全地處于危險(xiǎn)之中的真實(shí)情況?？梢赃M(jìn)行大量的理論培訓(xùn)，但這永遠(yuǎn)不會(huì)使工人（通常是第一次經(jīng)歷）處于必須處理可能發(fā)生的事故的位置。通過(guò)模擬器，我們能夠體驗(yàn)由錯(cuò)誤引起的潛在風(fēng)險(xiǎn)情況。我們的目的是讓他能夠以安全、理性的方式應(yīng)對(duì)目前的情況，從而讓他有更多的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備?！?/p>

數(shù)字技術(shù)對(duì)工作場(chǎng)所安全的有用性還可以理解為它能夠減少現(xiàn)場(chǎng)事故造成的附帶損害：

”在一些鋼廠，每年發(fā)生約 6/7 次負(fù)載損失的事故，每次損失造成的損失超過(guò) 10 萬(wàn)歐元。隨著模擬器的使用五年，這些損失已經(jīng)減少了一半。除了負(fù)載損失之外，還需要計(jì)算解決問(wèn)題所需的時(shí)間、次數(shù)和人員。不僅如此：貨物丟失意味著貨物沒(méi)有按時(shí)發(fā)貨，從而造成經(jīng)濟(jì)損失?！?/p>

BTR Simulators 創(chuàng)建的最具創(chuàng)新性的解決方案之一是用于建筑用途的升降工作平臺(tái)：它不僅完整，而且是機(jī)器人、動(dòng)態(tài)和多用途的，是在與 Scuola SuperioreSant'Anna共同開(kāi)展的項(xiàng)目中為 Inail 構(gòu)思的。

“操作員沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，實(shí)際使用儀器，從而在具體場(chǎng)景中移動(dòng)，包括使體驗(yàn)變得完整的聲音效果?！?/p>

使用 BTR Simulators 設(shè)計(jì)的高級(jí)模擬器的實(shí)際示例，該公司是比薩圣安娜高級(jí)研究學(xué)院的附屬機(jī)構(gòu)

人工智能的運(yùn)用

用于工作場(chǎng)所安全的數(shù)字技術(shù)的發(fā)展還包括可能涉及工作場(chǎng)所以外人員的風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下，BTR模擬器也利用了人工智能技術(shù)。

?為了解決一家公司向我們提交的有關(guān)垃圾收集卡車(chē)的問(wèn)題，我們解決了盲點(diǎn)問(wèn)題，這是行人和騎自行車(chē)者在某些情況下車(chē)輛駕駛員看不到的限制和危險(xiǎn)源。因此，我們開(kāi)發(fā)了一種設(shè)備，結(jié)合一些攝像機(jī)，采用人工智能系統(tǒng)（經(jīng)過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練），能夠進(jìn)行自我訓(xùn)練，以識(shí)別在不同靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下遇到的人和物體。?。

人工智能還用于軟件開(kāi)發(fā)模型和模擬。

模擬的未來(lái)：從可穿戴設(shè)備的采用到化身

該分拆公司致力于將模擬器引入職業(yè)技術(shù)學(xué)院來(lái)培訓(xùn)學(xué)生。熱那亞已經(jīng)與該市港務(wù)局相關(guān)的一家機(jī)構(gòu)達(dá)成了一項(xiàng)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。已經(jīng)采用的模擬器涉及集裝箱裝卸。熱那亞港口（包括瓦多利古雷港、薩沃納港和普拉港）處理了 2660 萬(wàn)噸集裝箱貨物。

“在所有港口，除了對(duì)如何管理集裝箱裝卸流程進(jìn)行物流研究外，操作員還需要保持恒定的操縱速度，以保持每小時(shí)處理的集裝箱數(shù)量較高。操作員的持續(xù)培訓(xùn)使港口具有競(jìng)爭(zhēng)力，因此對(duì)貨船具有吸引力”，F(xiàn)acenza 強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

在港口領(lǐng)域，使用了各種技術(shù)，一些公司已經(jīng)向 BTR Simulators 尋求解決方案來(lái)重現(xiàn)操作，以促進(jìn)培訓(xùn)活動(dòng)。

模擬器的使用也在醫(yī)療醫(yī)院領(lǐng)域找到了空間。從這個(gè)意義上說(shuō)，對(duì)于與比可卡大學(xué) S. Anna 合作開(kāi)展的一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目創(chuàng)建了一個(gè)汽車(chē)駕駛模擬器，用于適當(dāng)?shù)男睦碓u(píng)估。

在未來(lái)的工作場(chǎng)所安全模擬器和數(shù)字技術(shù)中，我們正在努力進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有的解決方案，例如查看器和無(wú)線解決方案，同時(shí)還開(kāi)發(fā)可穿戴設(shè)備，將模擬提升到更先進(jìn)的現(xiàn)實(shí)和身臨其境的水平。在IT層面，目標(biāo)是增加內(nèi)存容量，使模擬環(huán)境更大、更完整。從這個(gè)意義上說(shuō)，我們也在致力于完善虛擬形象的開(kāi)發(fā)，在一些工作環(huán)境中，除了機(jī)器上的人之外，還需要現(xiàn)場(chǎng)員工的存在，將用戶轉(zhuǎn)移到虛擬環(huán)境中。

BTR Simulators 聯(lián)合創(chuàng)始人總結(jié)道：“為此，我們使用了特定的墊子，使人能夠在現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)，通過(guò)在訓(xùn)練階段協(xié)助其他操作員和車(chē)輛，使化身在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作。”