建物メンテナンスに革命を起こす:現実世界のセンサーと VR を統合してより迅速な修理を実現

電子機器とセンサー インサイダー

インタラクション可能な複合現実オブジェクトとしてマッピングされた建物ハードウェアを備えたオフィスの VR シーンの例。 （画像：研究者ら）

現実世界のセンシングと仮想現実を組み合わせた新しいシステムにより、ビルのメンテナンス担当者は商業ビルの問題を特定して修正することが容易になります。このシステムは、カリフォルニア大学サンディエゴ校とカーネギー メロン大学のコンピューター科学者によって開発されました。

BRICKと呼ばれるこのシステムは、温度、CO2、空気流を監視する一連のセンサーを備えたハンドヘルドデバイスで構成されています。また、建物の電子制御システムに接続しながら、特定の建物内のセンサー データとメタデータにアクセスできる仮想現実環境も備えています。

特定の場所で問題が報告された場合、ビル管理者はデバイスを持って現場に行き、スマートフォンの Lidar ツールで空間をすばやくスキャンし、その空間の仮想現実バージョンを作成できます。スキャンは事前に実行することもできます。スマートフォンやラップトップでこの空間の複合現実再現を開くと、ビル管理者はセンサーの位置を特定したり、ハンドヘルド デバイスから収集したデータを複合現実環境に重ね合わせたりすることができます。

目標は、ビル管理者がハードウェアを検査し、関連データを収集して記録することにより、問題を迅速に特定できるようにすることです。

「現代の建物は、空調、照明、セキュリティから居住者管理に至るまで、複数のシステムが複雑に配置されています。BRICK を使用すると、現代のコンピューター システムと同じように、建物の効率的な運用が可能になります」と、この論文の上級著者の 1 人であり、カリフォルニア大学サンディエゴ校ハリシオグル データサイエンス研究所所長であり、カリフォルニア大学サンディエゴ校コンピューターサイエンス工学部の教授であるラジェシュ K. グプタ氏は述べています。

現在、ビル管理者は問題の報告を受け取ると、まずその特定の場所のビル管理データベースを参照する必要があります。しかし、システムはセンサーやハードウェアがその空間のどこに正確に配置されているかを教えてくれません。そのため、管理者は現場に赴き、扱いにくいセンサーでさらに多くのデータを収集し、そのデータをビル管理システムの情報と比較して、何が問題なのかを推測する必要があります。また、さまざまな空間的位置で収集されたデータを正確な方法で記録することも困難です。

対照的に、BRICK を使用すると、ビル管理者はハンドヘルド デバイスとラップトップまたはスマートフォンを備えた場所に直接行くことができます。彼らは、すべてのビル管理システム データ、センサーの位置、ハンドヘルド デバイスからのデータすべてが 1 つの複合現実環境に重なって、その場ですぐにアクセスできるようになります。このシステムを使用すると、オペレータは空気制御バルブの固着からハンドリング システムの動作不良に至るまで、建物設備の障害を検出することもできます。

研究者らは将来的には、スマートフォンに直接接続できる CO2、温度、気流センサーを発見し、居住者が建物の運営を簡素化できるだけでなく、地域環境の管理に参加できるようにしたいと考えています。

カーネギーメロン大学のチームがハンドヘルドデバイスを開発しました。 Xiaohan Fu 氏、コンピューター サイエンス博士号Halicioglu Data Science Institute の所長である Rajesh Gupta の研究グループの学生は、多くの商用ベンダーで採用されている BRICK メタデータ スキーマに関する以前の研究に基づいてバックエンドと VR コンポーネントを構築しました。

VR 環境で使用される位置が正確であることを保証することは、大きな課題でした。 GPS は半径約 1 メートルまでしか正確ではありません。この場合、システムは数インチ以内の精度が必要です。研究者の解決策は、QR コードに似たいくつかの AprilTag をすべての部屋に投稿し、ハンドヘルド デバイスのカメラで読み取られ、システムを正しい位置に再調整することでした。

「これは複雑なシステムです」とフー氏は言う。 「複合現実自体を構築するのは簡単ではありません。ソフトウェアの観点から見ると、ハードウェア、センサー、アクチュエーターが制御されるビル管理システムに接続することは、安全性とセキュリティの保証が必要な複雑なタスクです。当社のシステム アーキテクチャにより、それを対話型でプログラム可能な方法で実行できるようになります。」

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