Mixed Reality for operator training and safety in industry 4.0

In the Third Millennium, it is now evident that advanced technologies, such as Mixed Reality (MR), play a key role in both educational and operational processes across various fields: from education to industry, from services to medicine. Therefore, it is of fundamental importance to align the training of operators and professionals, even those not digitally native, with this change. This thesis aims to propose and develop an effective tool for personnel operating in the realm of new technologies and simulated training in the context of Industry 4.0. In an era where advanced technologies, like immersive realities, play a crucial role in transforming educational and operational practices, it is essential to emphasize how simulated training can represent a foundational stone for the growth and continuous adaptation of professionals. This thesis focuses on the development of a support experience specifically designed for operators involved in maintenance and assembly processes of generic objects. The main objective is to facilitate a smoother, interactive, and innovative learning process for operators through the use of MR technology. Simultaneously, it aims to prevent situations where operator training takes place in environments characterized by a high risk of incidents, such as high-voltage areas or hazardous contexts with hydraulic presses. The overall goal is to improve the efficiency of operators while concurrently reducing potential risks associated with these kind of activities. This thesis work explores the design solution and the definition of a data structure to specify the MR experience, the implementation method adopted, and the User Experience evaluation carried on. The work presents a specific use case; however, the experience can be adapted to various object models, ensuring significant versatility in other industrial applications.

Nel Terzo Millennio è ormai evidente che le tecnologie avanzate, come la Realtà Mista (MR), svolgono un ruolo cruciale sia nei processi formativi che in quelli operativi, in tutti i campi: dall’istruzione all’industria, dai servizi alla medicina. Perciò è di fondamentale importanza adeguare la formazione di operatori e professionisti, anche di quelli non nativi digitali, a questo cambiamento. Il seguente elaborato, dunque, si pone l’obiettivo di proporre e sviluppare uno strumento efficace per il personale operante nel mondo delle nuove tecnologie e nell’addestramento simulato nel contesto dell’Industria 4.0. In un’era in cui tecnologie avanzate come le realtà immersive svolgono un ruolo cruciale nella trasformazione delle prassi formative e operative, è fondamentale sottolineare come la formazione simulata possa rappresentare un pilastro essenziale per la crescita e l’adattamento continuo dei professionisti. Questa tesi si focalizza sullo sviluppo di un’esperienza di supporto appositamente progettata per gli operatori coinvolti in processi di manutenzione e di assemblaggio di oggetti generici. Il principale obiettivo è agevolare un processo di apprendimento più fluido, interattivo e innovativo per gli operatori attraverso l’uso della tecnologia di Realtà Mista (MR). Parallelamente, si propone di prevenire situazioni in cui la formazione degli operatori si svolge in ambienti caratterizzati da un elevato rischio di incidenti, come ad esempio zone ad alta tensione, o in contesti pericolosi con presse idrauliche. L’obiettivo generale, dunque, è quello di migliorare l’efficienza degli operatori riducendo al contempo i potenziali rischi associati a tali attività. La progettazione di una soluzione di questo tipo parte dalla definizione di una struttura dati, ne richiede una specifica implementazione e mira ad ottenere un’esperienza utente intuitiva ed agevolmente fruibile. Questa esperienza può essere adattata a vari modelli di oggetti, garantendo una notevole versatilità nelle sue applicazioni.