Révolutionner la maintenance des bâtiments : intégration capteurs réels et VR pour réparations plus rapides

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Exemple de scène VR pour un bureau avec matériel du bâtiment mappé comme objets de réalité mixte interactifs. (Image : Les chercheurs)

Un nouveau système combinant détection réelle et réalité virtuelle faciliterait l'identification et la correction de problèmes dans les bâtiments commerciaux pour le personnel de maintenance. Le système a été développé par des informaticiens de l'Université de Californie San Diego et de l'Université Carnegie Mellon.

Système BRICK : capteurs portables + VR

Le système, nommé BRICK, consiste en un dispositif portable équipé d'une suite de capteurs surveillant température, CO2 et flux d'air. Il est aussi doté d'un environnement de réalité virtuelle ayant accès aux données des capteurs et métadonnées d'un bâtiment spécifique, connecté au système de contrôle électronique du bâtiment.

Processus : scan Lidar + superposition données

Lorsqu'un problème est signalé à un emplacement précis, un gestionnaire de bâtiment peut aller sur place avec le dispositif et scanner rapidement l'espace avec un outil Lidar sur smartphone, créant une version VR de l'espace. Le scan peut aussi se faire à l'avance. Une fois cette récréation de réalité mixte ouverte sur smartphone ou ordinateur, les gestionnaires peuvent localiser les capteurs, ainsi que les données du dispositif portable, superposées sur cet environnement de réalité mixte.

Objectif : identification rapide des problèmes

Le but est de permettre aux gestionnaires d'identifier rapidement les problèmes en inspectant le matériel et en collectant/enregistrant les données pertinentes.

« Les bâtiments modernes sont des arrangements complexes de multiples systèmes : contrôle climatique, éclairage, sécurité, gestion des occupants. BRICK permet leur exploitation efficace, comme un système informatique moderne », dit Rajesh K. Gupta, co-auteur principal, directeur de l'Institut de science des données Halicioglu de UC San Diego, professeur au département d'informatique et génie.

Problème actuel : processus fastidieux

Actuellement, quand les gestionnaires reçoivent un signalement, ils doivent d'abord consulter la base de données de gestion du bâtiment pour cet emplacement. Mais le système ne leur dit pas où sont exactement les capteurs et le matériel dans cet espace. Ils doivent aller sur place, collecter plus de données avec des capteurs encombrants, comparer ces données aux infos du système de gestion, et essayer de déduire le problème. Il est aussi difficile d'enregistrer les données collectées à divers emplacements spatiaux précisément.

Solution BRICK : tout superposé en réalité mixte

Avec BRICK, le gestionnaire va directement à l'emplacement avec dispositif portable et smartphone/ordinateur. Il a immédiatement accès sur place à toutes les données du système de gestion, l'emplacement des capteurs et les données du dispositif portable, tous superposés dans un environnement de réalité mixte. Les opérateurs peuvent aussi détecter des pannes d'équipement : vannes de contrôle d'air bloquées, systèmes de traitement d'air défaillants.

Futur : capteurs connectés directement au smartphone

À l'avenir, les chercheurs espèrent trouver capteurs CO2, température, flux d'air se connectant directement au smartphone, pour permettre aux occupants de participer à la gestion des environnements locaux et simplifier les opérations du bâtiment.

Une équipe de Carnegie Mellon a construit le dispositif portable. Xiaohan Fu, doctorant en informatique dans le groupe de recherche de Rajesh Gupta, directeur de l'Institut Halicioglu, a construit le backend et les composants VR s'appuyant sur leur travail antérieur sur le schéma de métadonnées BRICK adopté par de nombreux vendeurs commerciaux.

Défi : précision de localisation VR

Assurer que l'emplacement utilisé dans l'environnement VR était précis était un défi majeur. Le GPS n'est précis qu'à un rayon d'environ un mètre. Ici, le système doit être précis à quelques centimètres. La solution des chercheurs : afficher quelques AprilTags — similaires aux QR codes — dans chaque pièce, lus par la caméra du dispositif portable pour recalibrer le système au bon emplacement.

« C'est un système complexe », dit Fu. « La réalité mixte elle-même n'est pas facile à construire. D'un point de vue logiciel, connecter le système de gestion du bâtiment, où matériel, capteurs, actionneurs sont contrôlés, est une tâche complexe requérant garanties de sécurité. Notre architecture système nous permet de le faire de façon interactive et programmable. »

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