Centro Regional Universitario Córdoba desarrolla prototipo de Realidad Aumentada tipo HMD (Helmet Mounted Display)

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Por Marcelo R. Cimino

Como resultado de la convocatoria del Programa de Investigación y Desarrollo para la Defensa (PIDDEF)  2016 de carácter plurianual, la Universidad de la Defensa Nacional (UNDEF), a través de su Centro Regional Universitario Córdoba (CRUC- IUA), lleva adelante el desarrollo de un prototipo de Realidad Aumentada, conocidos comúnmente como HMD (Helmet Mounted Display) .

El proyecto Análisis y Construcción de un Prototipo de HMD (Helmet Mounted Display) llevado adelante por el grupo de I&D del Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Ingeniería del Instituto Universitario Aeronáutico (IUA), presenta el análisis e implementación de un prototipo de realidad aumentada, capaz de ser montado en la cabeza del usuario, para ser utilizado tanto en un vehículo naval, terrestre o aéreo, permitiendo al usuario obtener datos que le faciliten la navegación y eventualmente alinear su vehículo con objetivos particulares.

Puntualmente, los objetivos buscados por el grupo académico pretenden obtener un demostrador tecnológico que presente una imagen virtual conformada a más de 5 metros (ideal 6 metros). Que disponga de la capacidad de superponer a la visión del usuario símbolos fijos, que se mantengan siempre en la visual del usuario (por ejemplo para presentar información de velocidad y altitud del vehículo). Además de la capacidad de superponer a la visión del usuario, símbolos móviles que aparentan estar fijos al terreno (por ejemplo para marcación de objetivos sobre el terreno). En tanto, que el prototipo deba ser fácilmente instalable en cascos de seguridad estándar.

Para los fines del desarrollo, se trabajó sobre un casco HGU-55P estándar, al que le rediseñaron las partes referidas a la visera, junto a los nuevos elementos de fijación y accesorios diversos. Luego, los mismos fueron logrados a través de impresión 3D en el Instituto Universitario Aeronáutico.

Dada la complejidad y el carácter plurianual del proyecto (el proyecto nace 2016 se comienza a ejecutar en Agosto 2017), el mismo se diagramó en tres etapas. En la primera etapa del PIDDEF se definieron los sistemas ópticos, sistemas de traqueo y sistemas de generación de imagen. En la segunda etapa se procedió a la puesta en marcha de los respectivos sistemas. Mientras que la tercera etapa (en ejecución) comprende el análisis de las características del prototipo, el análisis de mejoras y la factibilidad de aplicarlas, junto a la confección del manual de uso y mantenimiento.

Imagen demostrativa, el desarrollo en cuestión es binocular

En cuanto al casco de Realidad Aumentada del Instituto; el sistema óptico está conformado por conjunto de lentes tipo Triplet que se disponen sobre la vertical del ojo (el desarrollo en cuestión es binocular). En base a las especificaciones emitidas por el IUA, un especialista en óptica experto confeccionó las lentes específicas.

El sistema de traqueo está conformado por una IMU (acelerómetro angular de tres ejes), una cámara IR ubicada en el casco y orientada hacia el frente y un sistema de referencia visual IR fijo en el panel frontal del vehículo.

Respecto al hardware, se utilizó un Micro-display de alto brillo y alto contraste tipo AMOLED monocromático verde, dado que satisface las necesidades planteadas de tamaño y luminosidad. Junto a dos placas micro-controlada tipo Raspberry Pi dado que estas poseen los recursos necesarios para manejar los periféricos del casco (Video a través de HDMI, 2 cámaras y Sensores inerciales).

 

El sistema desarrollado permite que con un guiño se marque un objetivo (punto fijo), es decir; donde mira apunta.

Poniendo todo en su justa medida, el proyecto fue desde su inicio todo un desafío puesto que tanto para el hardware como para el software se partió de cero. En el caso de las lentes, fueron calculadas y diseñadas en el IUA, luego se confeccionaron en el país bajo especificación, previendo incluso, que las mismas sean industrializables en el país. En síntesis, absolutamente todo fue diseñado y construido por el notable Instituto, sin disponer más que de los conceptos iniciales básicos de lo que era un HMD.

Por otra parte, si bien los objetivos del actual PIDDEF es lograr un demostrador tecnológico (dos cascos), aún no contempla una eventual producción, el proyecto y sus logros, sientan las bases para disponer de un sistema HMD nacional, que pueda seguir evolucionando hasta lograr su optimo desarrollo operativo.

Cabe aclarar que, a valores de 2016, un casco TARGO costaba más de 250 mil dólares (sin dejar de ser un casco para entrenamiento), mientras que un Striker II de BAE Systems costaba más de 300 mil dólares. Como es de imaginar, en la medida que aumenta la complejidad del sistema HMD, no solo su precio se incrementa sino que también las restricciones. Al tiempo que el funcionamiento y la operatividad de estos equipos dependerá siempre de su fabricante y de la situación política, en todo aspecto. De allí las bondades que se obtendrían al disponer de un sistema autóctono de uso difundido en nuestro ámbito, adaptable a otros cascos, que permitiera a nuestras FF.AA y FF.SS, operar un sistema avanzado, a bajo costo y con sostenimiento propio.

Por último, si bien el PIDDEF data de 2016, se comenzó a trabajar en el mismo en el segundo trimestre de 2017. A finales de 2019 se encontraba cursando su tercera y última etapa de desarrollo que comprende mejoras y la aplicación de las mismas, junto a la confección del Manual de Uso y Mantenimiento. Dadas las actuales circunstancias del COVID 19, este año el IUA no llegó a abrir sus puertas, limitando su actividad académica a las actuales clases virtuales, quedando los diversos Programas de Desarrollo en espera.

GALERÍA

En la medida que se retome la normalidad, seguiremos informando sobre el Análisis y Construcción de un Prototipo de HMD (Helmet Mounted Display)

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Centro Regional Universitario Córdoba desarrolla prototipo de Realidad Aumentada tipo HMD (Helmet Mounted Display) – Por Marcelo R. Cimino ©

 

2 Comentarios

  1. Aunque entiendo poco de una tecnología tan avanzada, sé del esfuerzo, inteligencia y tesón de uno de sus creadores. Un orgullo Claudio Porchietto!

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