Distributori automatici intelligenti grazie alle nuove tecnologie elettroniche

di Fabrizio Petris*

Le vending machine, o distributori automatici di bevande e altri prodotti, costituiscono per l’industria elettronica un’opportunità di mercato in rapida crescita che varrà 11,84 miliardi di dollari nel 2025 (Grand View Research). L’espansione è dovuta a una nuova categoria di macchine, i distributori automatici intelligenti, che uniscono la transazione immediata con l’esperienza personalizzata, divertente e connessa che oggi i consumatori si attendono. Ciascuna di queste macchine conterrà sistemi elettronici per facilitare l’interazione con l’utilizzatore, controllare l’erogazione del prodotto e dei contanti, gestire l’uso dell’energia.

I distributori automatici intelligenti sono macchine di nuova generazione che possono essere realizzate su misura per ogni specifica esigenza poiché il numero delle unità installate è spesso molto basso. I sistemi possono inoltre aderire pienamente al paradigma IoT – Internet of Things, essendo cioè connessi in rete, collegati a server tramite cloud, con servizi a valore aggiunto basati su web.

La gamma di prodotti offerta è molto ampia, ma uno dei mercati principali è costituito dai prodotti alimentari e dalle bevande, soprattutto calde.

Identificare il consumatore

I costruttori di distributori automatici sanno che l’interazione personalizzata è una parte essenziale dell’esperienza del consumatore e che può anche essere monetizzata. Individuare e riconoscere l’utilizzatore, offrendogli un prodotto mirato e a lui gradito diventa fondamentale.

Dotare i distributori automatici di una fotocamera è facile ed economico, ma la vera sfida è interpretare le immagini acquisite. Per fortuna l’elettronica consumer fornisce già una soluzione. Gli smartphone sono in grado di riconoscere il viso del proprietario, e i distributori automatici possono sfruttare gli stessi algoritmi e tecnologie. Ma distributori automatici e smartphone hanno architetture molto diverse. Il successo del progetto dipende in modo cruciale dall’impiego di buoni algoritmi capaci di fornire risultati affidabili senza sfruttare eccessivamente le risorse del sistema. Anche algoritmi ben progettati possono comportare un uso molto intenso del processore e della memoria, e l’aggiunta della visione richiede ulteriori risorse.

Il modulo HVC di Omron con fotocamera integrata è rivolto appunto a queste applicazioni; è inoltre disponibile per quantità limitate e qualunque progettista può facilmente integrarlo nel proprio sistema, senza la necessità di comprendere i complessi algoritmi di analisi dell’immagine né la componente ottica. Il modulo HVC è basato sul software OKAO Vision di Omron, un insieme di collaudatissimi algoritmi di riconoscimento delle immagini utilizzati in oltre 500 milioni di fotocamere digitali, telefoni cellulari e robot di sorveglianza in tutto il mondo.

Il modulo HVC di Omron

Tra le caratteristiche principali del modulo sono comprese la rapidità e ripetibilità delle risposte e la distanza di rilevamento. Ad esempio, HVC è in grado di acquisire, rilevare e riconoscere un viso a una distanza di 1,3 metri in 1,1 secondi, ricavando informazioni come età, sesso e umore del soggetto, e fornendo insieme alla lettura una stima del relativo livello di attendibilità. Il modulo HVC implementa il software OKAO su una piattaforma hardware completa di fotocamera, processore e interfaccia dati, specificamente ottimizzata per questa applicazione in termini di supporto digitale e ottico. Il modulo costituisce una soluzione plug-in totalmente integrata. Lo sviluppatore può limitarsi a leggere i dati forniti in uscita e a configurare il sistema per prendere le decisioni appropriate in funzione del loro stato.

Meccanismi di rilevamento

I distributori automatici intelligenti possono erogare una vasta gamma di prodotti. In particolare le bevande pongono difficoltà specifiche, poiché i sistemi devono essere capaci di rilevare la presenza e il livello di una varietà di liquidi – alcuni dei quali perfettamente trasparenti, e gestire con precisione e affidabilità il rilevamento della temperatura.

In molti casi per queste applicazioni è possibile utilizzare fotomicrosensori (PMS) convenzionali, anche se ci sono tipi di superfici difficili da rilevare con questi dispositivi. In particolare le superfici riflettenti, diffusive o di colore nero profondo,  che rendono difficoltoso il rilevamento degli oggetti trasparenti e dei liquidi.  Il nuovo sensore di luce riflettivo convergente Omron B5W è in grado di individuare gli oggetti in modo molto più affidabile rispetto ai normali fotosensori a riflessione, anche nel caso di superfici riflettenti, trasparenti, diffusive o nere. Il raggio di luce convergente del sensore permette di rilevare con precisione la presenza di un oggetto all’interno di una zona ben delimitata, ignorando tutti gli altri oggetti sullo sfondo o più vicini.

Il sensore di luce riflettivo convergente Omron B5W

Gestire i contanti

Nonostante la crescente diffusione dei pagamenti contactless, molti consumatori preferiscono ancora pagare in contanti. I distributori devono quindi essere in grado di accettare banconote ed erogare il resto in monete. I più recenti sensori di microspostamenti ad alta risoluzione possono aumentare notevolmente l’affidabilità di questi meccanismi, misurando lo spessore della carta anche senza contatto e rilevando l’inserimento multiplo di più banconote. Ad esempio il nuovo sensore ottico di spostamento Z4D di Omron ha una risoluzione di soli dieci micron, un decimo del diametro di un capello. Questa risoluzione eccezionale è ottenuta grazie ad un design esclusivo di Omron che impiega la triangolazione ottica. Tale struttura offre una linearità molto alta e stabile tra la tensione d’uscita e la distanza, semplificando il progetto del circuito host.

Consumo in standby

Fabrizio Petris

Come altri sistemi elettronici, anche i distributori automatici intelligenti sono soggetti alle direttive sul controllo dei consumi elettrici, quali la direttiva dell’Unione Europea ‘ErP Ecodesign’ che fissa per il consumo dell’apparato in standby un massimo di 0,50 W, elevabile a 1 W se l’apparato è dotato di un display di stato.

Per soddisfare questa esigenza, Omron ha presentato un interruttore a bilanciere con reset automatico, il più piccolo dispositivo di questo tipo sul mercato, che consente di azzerare il consumo in standby. Questo interruttore può essere comandato a distanza ed è disponibile anche in una versione con spegnimento ritardato, per consentire un arresto sicuro del sistema. Nella posizione “off”, l’alimentazione al sistema viene mantenuta temporaneamente e interrotta solo all’arrivo di un segnale esterno, dopo un intervallo stabilito dal progettista. Ciò previene problemi di perdita dei dati o danni circuitali dovuti a uno spegnimento forzato da parte dell’utilizzatore, contribuendo alla realizzazione di applicazioni più sicure.

Conclusioni

In un mondo che reclama la disponibilità di servizi e prodotti ventiquattrore al giorno e sette giorni su sette, e con un costo del lavoro in costante aumento, la futura diffusione delle vending machine intelligenti potrà essere ancora maggiore. Le nuove tecnologie elettroniche ne consentono l’evoluzione anche nell’era IoT e cloud.

 


*Fabrizio Petris è Senior Business Development Manager Sensors di Omron Electronic Components Europe B.V.

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