L’introduzione di “intelligenza” all’interno di smartphone e altri dispositivi consumer ha portato una ventata di innovazione tecnologica negli ultimi anni che sta favorendo lo sviluppo di ulteriori aree applicative. Allo stesso modo tecnologie emergenti come la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR) potrebbero aprire la strada verso un nuovo momento di innovazione anche nell’ecosistema industriale.
Per le tecnologie AR/VR gli analisti stimano un mercato in espansione, soprattutto per l’elettronica di consumo. Ma anche in settori come l’assistenza sanitaria, l’istruzione e il settore militare si stanno rapidamente creando le condizioni per un’ampia diffusione dell’AR. Le potenziali applicazioni industriali ci sono tutte, insomma. Ora però potrebbe essere arrivato il momento di trovare applicazioni della realtà aumentata anche nella progettazione di circuiti stampati (PCB), le “schede” depositarie dell’intelligenza dei dispositivi.
La progettazione PCB è un campo dove la realtà aumentata potrebbe esprimere tutto il proprio potenziale, risolvendo una serie di problemi come l’adattamento dei package in nuovi formati non standard lì dove sono necessari, e la riduzione di eventuali piste “parassite” che possono compromettere il corretto funzionamento di un circuito elettronico. Fornire agli ingegneri una vista “aumentata” di dove si trovano i componenti e della relativa struttura complessiva del design sotto forma di rappresentazioni visive e parametri di posizionamento, consentirebbe una maggiore efficienza del processo di progettazione e ridurrebbe il numero di revisioni e rilavorazioni, ottimizzando così il time-to-market.
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La realtà aumentata
La realtà aumentata è una delle principali tecnologie innovative nell’era moderna. Il corrispondente mercato mondiale è stato valutato a oltre 6 miliardi di dollari nel 2018/19 e si prevede che raggiungerà oltre 40 miliardi di dollari entro il 2022, un tasso di crescita annuo medio stimato del 65,7%.
La realtà aumentata è costituita dalla fusione di elementi digitali interattivi – come sovrapposizioni visive e proiezioni sensoriali – e degli ambienti reali. A differenza della realtà virtuale (VR), l’AR non crea l’intero ambiente artificiale per sostituire il reale con quello virtuale, bensì crea un mix di suoni, video e grafica con l’ambiente esistente.
Le applicazioni della realtà aumentata possono essere semplici come una notifica testuale o complicate come un’istruzione su come eseguire una procedura chirurgica potenzialmente letale.
Possono evidenziare alcune funzionalità, migliorare la comprensione e fornire dati accessibili e in maniera tempestiva. Le app per telefoni cellulari e le applicazioni aziendali che utilizzano la realtà aumentata sono solo alcune delle numerose soluzioni che guidano il mercato. Dal punto di vista della produzione, l’AR può essere utilizzata per semplificare il processo di progettazione che porta a cicli di sviluppo più rapidi.
Dalla progettazione automatica al training
La progettazione di macchine, motori e tutti i tipi di dispositivi sta diventando sempre più complessa. Sono in grado i tecnici che si occupano di sviluppo, manutenzione o riparazione di tali macchine, di gestire questa complessità? È una domanda che l’industria dovrebbe porsi, soprattutto ora che, con l’avvento di Industria 4.0, emergono le opportunità offerte dalla digitalizzazione.
I circuiti stampati sono, ovviamente, un requisito fondamentale dell’industria elettronica. La realtà aumentata può essere utilizzata in ogni fase del progetto, sia a livello di scheda che di sistema. L’uso di AR potrebbe aiutare i progettisti a creare un prodotto in un ambiente realistico che emula il luogo in cui il prodotto verrebbe utilizzato. Ciò aiuterebbe anche i progettisti a valutare gli ostacoli termici e costruttivi, e come superarli prima che il progetto reale sia pronto.
Nuovi sistemi di progettazione completamente automatizzati potrebbero essere implementati al posto dei processi manuali per la progettazione e il layout dei PCB. L’uso di un sistema basato su AR potrebbe essere utile anche per insegnare ai lavoratori a ispezionare meglio i PCB.
L’ispezione del circuito stampato è uno dei principali requisiti dell’industria elettronica; negli ultimi decenni sono stati progettati e implementati numerosi metodi innovativi. Molte aziende utilizzano ancora lavoratori qualificati invece di sistemi completamente automatizzati per l’ispezione dei PCB. Un sistema basato sulla realtà aumentata potrebbe fornire un ulteriore aiuto allo sviluppo sulla base delle informazioni raccolte dall’esperienza di lavoratori qualificati.
L’Intelligenza Artificiale (AI) e la realtà aumentata potrebbero inoltre completarsi a vicenda. L’AI potrebbe infatti consentire all’AR di interagire con gli ambienti fisici a livello multidimensionale, permettendo di imparare dagli errori.
Conclusioni
Sebbene siamo ancora nella fase iniziale, è evidente che l’integrazione tra AR e progettazione di circuiti stampati ha un enorme potenziale.
Aziende come Imagination Technologies, Cadence e Altium saranno in prima linea per la loro implementazione. Altium, per esempio, sta sperimentando i modi in cui l’AR può essere utilizzata nel design. In alcuni test sono stati impiegati degli occhiali 3D con l’editor PCB 3D, in modo da migliorare il controllo dell’area di lavoro e rendere più efficiente il posizionamento dei componenti e la tracciatura delle piste. Tuttavia, il progetto non è ancora andato oltre la fase sperimentale. Ci vorranno ulteriori test affinché gli ingegneri possano implementare quotidianamente l’AR.
