Gli occhiali digitali intelligenti

Elmetti di sicurezza con microdisplay multifunzione incorporati in occhiali digitali saranno presto utilizzati per monitorare le linee di produzione, avvertire gli operatori delle situazioni di pericolo e per visualizzare le posizioni di magazzino. L’Istituto Fraunhofer FEP per l’elettronica organica e le tecnologie dei fasci di elettroni e del plasma sta attualmente sviluppando microdisplay OLED e sensori come elementi di base per gli “occhiali intelligenti” che possono comunicare dati in applicazioni per la medicina, automotive, intrattenimento e Industria 4.0. I disegni e i parametri a display come la risoluzione, le dimensioni in pixel e le funzioni supplementari possono essere variati e combinati, a seconda dell’applicazione, per il monitoraggio di processi di produzione o logistica. La gamma dei display va dai microdisplay ad alta risoluzione full HD per applicazioni AR/VR alle varianti a bassissimo consumo energetico per gli accessori indossabili destinati al mercato consumer. Kit di valutazione sono disponibili come strumenti di sviluppo presso Fraunhofer FEP.

Industria 4.0 è il concetto alla base della “fabbrica intelligente” (smart factory) destinato nei prossimi anni a rivoluzionare il mondo del lavoro e della produzione industriale. I processi di produzione e logistici saranno interconnessi in modo intelligente con l’obiettivo di renderli sempre più efficienti e adattabili. In questo contesto, tecnologie come la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR) stanno diventando sempre più importanti.

I ricercatori dell’Istituto Fraunhofer FEP di Dresda (Germania) sono specializzati nello sviluppo di microdisplay personalizzati per occhiali AR e VR. Questi microdisplay sfruttano la tecnologia OLED su silicio (OLED-on-silicon). A confronto di altri strumenti di visualizzazione, i microdisplay OLED non necessitano di alcuna illuminazione supplementare, in quanto sono essi stessi luminescenti. Questa caratteristica favorisce la progettazione di ottiche semplificate, un design più compatto e rapporti di contrasto notevolmente più elevati. Inoltre, è possibile integrare una macchina fotografica direttamente nel microdisplay, facilitando il controllo mediante il monitoraggio della posizione e dei movimenti dell’occhio (eye tracking).

Da oltre dieci anni l’Istituto è impegnato nello sviluppo di microdisplay OLED e sensori per una vasta gamma di applicazioni. Tra le evoluzioni più recenti vi è un innovativo microdisplay OLED a bassissimo consumo energetico. Questo prodotto è il risultato di un progetto strategico portato avanti all’interno del Fraunhofer FEP e successivamente adattato per il partner industriale francese Microoled. La missione dei ricercatori consisteva nel trasferire la tecnologia dell’innovativo microdisplay OLED a bassissima potenza al settore commerciale per l’integrazione in applicazioni destinate al mercato consumer di massa. Questi sforzi sono stati riconosciuti alla fine dello scorso anno con il premio Franco-German Business Prize.

Il progetto Glass@Service

Attualmente l’Istituto Fraunhofer FEP sta lavorando al progetto congiunto “Glass@Service” insieme a partner industriali del calibro di Siemens, UVEX e Ubimax per l’applicazione degli occhiali digitali nell’ambito dell’Industria 4.0. La logistica rappresenta uno dei principali campi di applicazione. Grazie agli occhiali digitali, un addetto di magazzino può avere entrambe le mani libere dal momento che viene guidato attraverso le singole procedure tramite il microdisplay incorporato negli occhiali. Di conseguenza può dedicarsi alle attività più importanti e urgenti, mentre tutti i dati riguardo alla posizione, confezione e destinazione successiva dell’articolo vengono trasferiti in simultanea.

Anche operazioni complicate come l’attrezzaggio di una macchina possono essere notevolmente semplificate con l’ausilio degli occhiali digitali. Il display dell’applicazione AR visualizza la macchina come si presenterebbe ad attrezzaggio completato, con i componenti e accessori da installare sulla macchina inseriti direttamente nel campo visivo dell’operatore. In questo contesto è anche possibile evidenziare i componenti già installati e quelli non ancora sostituiti.

Gli scienziati dell’Istituto Fraunhofer FEP offrono kit di valutazione con la funzione di strumenti di sviluppo per applicazioni adatte alla tecnologia OLED su silicio (OLED-on-silicon) negli occhiali digitali. Inoltre è possibile produrre microdisplay OLED personalizzati in base alle caratteristiche specificate dal cliente.

Vi sono tuttavia ancora punti dei critici da risolvere soprattutto nell’ambito dei microdisplay degli occhiali per le applicazioni AR consumer: maggiore luminosità, buona resa su aree di grandi dimensioni (chip), superfici curve, ottica più compatta, matrici pixel irregolari con densità di pixel ancora più elevate, ulteriori funzioni eye-tracking integrate e substrati trasparenti.

Il progetto congiunto “Glass@Service” è finanziato dal Ministero federale tedesco dell’economia e dell’energia.