Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulussa (XAMK) käynnissä olevassa TKI-hankkeessa “Digitaaliset teknologiat rakennusprosessin uudistajina – ProRak” keskitytään yritysyhteistyökumppaneiden kanssa muun muassa rakennusalan suunnittelumenetelmien kehittämiseen pelitekniikoita hyödyntäen. Yhtenä tutkimusongelmana selvitetään lisätyn todellisuuden (Augmented Reality tai AR) teknologioiden ratkaisuja.
Rakennussuunnitelmia voidaan visualisoida 3D-malleina, jotka on tuotu osaksi oikeaa maailmaa AR-peliteknologioiden avulla. Lähes jokaiselle älypuhelinta käyttävälle pitäisivät lisätyn todellisuuden teknologiat olla tuttuja, vaikka itse termiä ei olisikaan kuullut. Esimerkki AR-tekniikoita hyödyntävästä sovelluksesta on Niantic-yhtiön Pokémon Go -peli, jossa
Pokémonit voidaan nähdä käyttäjän oikeassa ympäristössä laitteen kameran läpi. Myös sosiaalisen median alustat, kuten TikTok, Snapchat ja Instagram sisältävät AR-ominaisuuksia, kuten kuvaustyökaluilla käyttäjien ulkonäköä tai ympäristöä muokkaavia tehosteita ja suodattimia.
teknologiat rakennusprosessien uudistajina – ProRak -hanke
AR-teknologioiden mahdollisuudet myös teollisuuden aloilla on huomattu ja näiden mahdollisuuksien mukana tulevat myös omat haasteensa. Yleinen ongelma, joka AR-sovellusten kehittäjien tulee ratkaista, on virtuaalisen sisällön oikeanlainen sijoittaminen osaksi fyysistä maailmaa siten, että se asettuu käyttäjän näkökulmasta selkeästi ja luonnollisesti.
Verrattuna esimerkiksi kasvojen AR-tehosteisiin, ovat virtuaalisen sisällön paikantamiseen ja sijoittamiseen liittyvät haasteet monimutkaisempia puhuttaessa huoneen kokoisista tai isommista kokemuksista ja käyttöalueista.
Tällä hetkellä helpoimpia kiintopisteiden paikantamiseen ja sisällön asetteluun käytettyjä menetelmiä AR-sovelluksissa ovat satelliittipaikannus sekä kasvojen, kuvien ja ympäristön tunnistus. Tarjolla on monenlaisia valmiita kehitysalustoja ja -paketteja, jotka valjastavat mobiililaitteiden AR-ominaisuudet kehittäjien käyttöön suhteellisen yksinkertaisesti. ProRak-hankkeessa AR-mobiilikokeiluja on tehty ensisijaisesti Android-laitteille Unity-pelimoottorilla ja sille ilmaiseksi tarjolla olevilla AR-kehitystyökaluilla.
Satelliittipaikannusta käytetään AR-sovelluksissa usein käyttäjän sijainnin seuraamiseen ulkotiloissa. AR-sisältöä ei itsessään liitetä ympäristöön paikannussignaalin avulla, vaan AR-kohteen sijainti on yhdistetty paikkatietoihin ja sen saa auki sovelluksessa käyttäjän liikkuessa tarpeeksi lähelle paikkapistettä oikeassa maailmassa. Satelliittipaikannus on hyvin karkea paikannuksen muoto AR-sovelluksissa. Unity hyödyntää Android-puhelinten natiivia GPS-järjestelmän toiminnallisuutta AR-ominaisuuksien kanssa.
Tarkemmin sisällön saa paikannettua esimerkiksi konenäön mahdollistamien tekniikoiden avulla. Nykyaikaiset mobiililaitteet pystyvät tunnistamaan tasaisia pintoja tai ennalta seurattavaksi määriteltyjä kuvia ympäristöstä, joita voidaan käyttää virtuaalisten sisältöjen asetteluun. Käytännössä laitteen kameralla kuvataan ympäristöä ja taustalla pyörivä ohjelmisto tutkii kameran kuvasta löytyvää tietoa, kuten seurantakuvia ja pistepilviä ja vertaa sitä mahdolliseen laitteesta löytyvään ennakkotietoon. ProRak-hankkeessa on tutkittu, miten teollisten laitteiden interaktiivisia huolto-ohjeita tai simulaatioita voidaan paikantaa kuvantunnistuksen avulla tai rakennussuunnitelmia visualisoida tuomalla ne osaksi oikean maailman ympäristöä.
teknologiat rakennusprosessien uudistajina – ProRak -hanke
AR-kohteiden paikantamisessa on edelleen haasteita erityisesti sisätiloissa ja isojen kohteiden kanssa. Tämä johtuu muun muassa mobiililaitteissa käytettävien kameroiden ja muiden sensorien rajallisesta tarkkuudesta ja siitä, että paikannussignaali ei välttämättä toimi sisätiloissa. Vaikka paikantaminen toimisikin tarkasti jonkun kohteen välittömässä läheisyydessä, aiheuttaa käyttäjän liikkuminen kauemmaksi kohteesta jatkuvasti kasaantuvaa virhettä, joka johtaa ennen pitkää epätarkkuuteen sisältöjen asettelussa. Tämän takia myös ulottuvuuksiltaan isojen 3D-mallien tarkka asettelu on vielä haasteellista.
Ongelmia voidaan ratkaista esimerkiksi hyödyntäen sisätilapaikannusta, kuten Bluetooth- tai WiFi-yhteyksiä tai visuaalisten tuntomerkkien, kuten kuvien seurantaa käyttämällä. Rakennuksen malli voidaan myös jakaa pienempiin alueisiin ja käyttää paikantamisessa useampia kiintopisteitä. Esimerkiksi tällaisten ratkaisujen tutkimiseen, kehittämiseen ja hyödyntämiseen ProRak-hankkeen rakennussuunnitelmien visualisoinnissa perehdytään.
Digitaaliset teknologiat rakennusprosessien uudistajina – ProRak –hanketta toteuttaa Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu. Hanke on Euroopan unionin osarahoittama (Etelä-Savon maakuntaliitto). Hankkeen toteutusaika on 1.1.2023-31.12.2024. Lisätietoja hankkeen toiminnasta täältä.
