Nos últimos meses, discussões sobre Inteligência Artificial parecem estar em todos os lugares. Uma das principais razões pelas quais a IA atraído tanta atenção nos últimos tempos, é que, de acordo com algumas medidas, empresas como a OpenAI (criadores do ChatGPT) e outras estão prestes a resolver, ou ao menos mitigar, o que é conhecido nas áreas de ciências computacionais, biológicas e mecânicas, como compensar velocidade e precisão, ou SAT.
A IA moderna agora é rápida e precisa o suficiente (embora ainda longe de ser perfeita) para aproximar conversa naturais que imita as trocas humanas de forma veloz e precisa, com a velocidade de recuperação de dados de um computador. Esse mesmo ato de equilíbrio entre velocidade e precisão se desenvolve nos escaneamentos a laser 3D e suas ramificações relacionadas, como fotografia panorâmica de 360° e fotogrametria.
Na realidade 3D tradicional, a captura de digitalizações de alta precisão pode levar alguns minutos para captura e muito mais do que isso para processar as informações e registrar os dados das nuvens de pontos. Precisão à custa da velocidade. O que para qualquer empresa que procura concluir escaneamentos de grandes volumes podem significar uma possível perda de negócios. No entanto, uma câmera panorâmica pode capturar uma imagem com grande velocidade, mas os dados correspondentes são muito menos detalhados do que uma nuvem de pontos 3D. Velocidade em detrimento da precisão.
Mas se a pesquisa de IA sugere que o fim da troca de velocidade por precisão está próxima, qual é o próximo dominó digital a cair? A indústria de digitalização a laser 3D, que não deve ser deixada em segundo lugar, inclui visualizações 3D para arquitetura, engenharia, construção, operações, manutenção e aplicações de segurança pública para planejamento pré-incidente, e está pronta para vencer aqui também.
Um mundo esperando para ser escaneado
Hoje em dia, quem trabalha com documentação as-built também está sempre procurando maneiras mais rápidas, melhores e mais fáceis de realizar o trabalho. Os profissionais estão procurando simplificar as tarefas e agilizar os fluxos de trabalho, sem sacrificar a qualidade pela velocidade e a velocidade pela qualidade.
Por que eles estão procurando esse “santo graal” de velocidade e precisão? Porque todo o setor de serviços de medição profissional tem muito trabalho a fazer. E muito tempo, dinheiro e recursos humanos e tecnológicos estão em jogo se os modelos BIM não forem precisos ou se a captura de imagem e a velocidade de processamento forem muito lentas. Em todo o mundo, coletivamente, a indústria está analisando o interior e o exterior de grandes estruturas; mapeando e avaliando instalações industriais, como usinas de energia, auxiliando policiais e agentes da justiça com seu plano de prevenção de incidente, ajudando prestadores de serviços especializados e gerais em seus projetos de engenharia, capacitando gerentes/proprietários de instalações com os insights de gerenciamento de instalações em tempo real do que precisam para verificar as operações de construção, simplificar e eliminar quaisquer ineficiências que elas revelem.
Como é esperado, a busca para resolver a troca de velocidade por precisão acabou tomando dois caminhos distintos - produtos de digitalização móvel e scanners a laser 3D montados em tripé de digitalização estática.
Mas, em vez de realmente acabar com a "batalha" do SAT, tudo o que o desenvolvimento fez de fato foi esculpir duas esferas de influência concorrentes. Estudos repetidos, como um conduzido pela Universidade de Cambridge — que incluiu um FARO® Focus Laser Scanner — e compartilhados na Conferência Europeia de 2021 sobre Computação em Construção na ilha de Rhodes, na Grécia, confirmam que o escaneamento móvel, embora rápido, não é tão precisa quanto uma varredura estática.
Um trecho da conclusão do artigo diz:
"Nosso experimento mostrou que a densidade dos alvos escaneados medidos através de pontos por segundo diminui exponencialmente, juntamente com o aumento da distância até o alvo e que os scanners móveis superam os dispositivos de mapeamento estático neste aspecto. A tendência é a oposta quando se trata de precisão. O scanner estático produz digitalizações pelo menos 20 vezes menos ruídos do que aquelas feitas por dispositivos móveis. Embora as especificações de precisão para casos de uso como levantamentos em edifícios e construções, levantamentos topográficos e configurações de baixa precisão sejam atendidas por todos os dispositivos em quase toda uma faixa de até 40 metros, os casos em usos mais exigentes, como levantamentos de engenharia, só poderiam ser satisfeitos com uso de um scanner estático."
Computação Híbrida 2.0
Se humanos e computadores fossem considerados “híbridos” na década de 1960 na NASA (os “computadores” humanos foram contratados para processar dados críticos de lançamento e reentrada, em parte porque o mainframe da agência espacial, o IBM 7090, embora mais rápido que os seres humanos, não era tão preciso quanto eles) a captura de realidade 3D híbrida está prestes a realizar uma união de dois tipos de formatos digitais, unindo as melhores qualidades do escaneamento móvel com as melhores qualidades de captura de realidade estática.
Esta união será na forma de uma nova tecnologia e um termo com patente pendente. Com esta tecnologia híbrida, uma fusão algorítmica dos dados contidos numa imagem panorâmica, combinada com uma nuvem de pontos 3D estática, uma digitalização a laser 3D de resolução mais baixa é ampliada com dados capturados a partir de uma câmara de 360°. O resultado é que, pela primeira vez, a velocidade e a precisão não são mais sacrificadas uma pela outra.
A hibridização da digitalização móvel e da digitalização estática com perda mínima de precisão e velocidade é o próximo passo nas soluções de varredura 3D. Considere as implicações de uma tecnologia até 50% mais rápida do que os fluxos de trabalho tradicionais de digitalização a laser. E aquela que oferece a melhor combinação de produtividade no local, precisão previsível e clareza visual de última geração a um preço altamente acessível.
Os benefícios dessa fusão devem ser claros:
- Uma digitalização com precisão reduzida, projetada para ser significativamente mais rápida do que as digitalizações tradicionais.
- Imagens de 360° que aumentam os conjuntos de dados menos densos para garantir a conclusão do projeto com fluxos de trabalho acelerados
- A economia por semana de dias de trabalho, possibilitando a realização de escaneamentos adicionais que provavelmente não teriam sido realizados sem a velocidade e economia de tempo economizados, garantindo projetos mais completos e abrangentes.
- Imagens coloridas que permitem aos usuários visualizar bordas cantos de objetos de forma mais clara, identificar geometrias definidas com maior facilidade, levando a uma melhor análise e execução em outro software.
Embora as inovações tecnológicas que colocaram a indústria de digitalização a laser 3D onde ela está atualmente sejam de natureza evolutiva, os primeiros dispositivos de digitalização a laser foram desenvolvidos nos anos 1960 e utilizaram luzes, câmeras e projetores para analisar objetos, mas eram demorados e propensos a erros, uma fusão de dados de digitalização estática e imagens móveis de 360° sem perda de velocidade e precisão é revolucionária.
Uma solução de captura de realidade até 50% mais rápida do que a digitalização tradicional, praticamente sem perda de qualidade de dados, significa que os setores que dependem de escaneamentos em grande escala, desde arquitetura, engenharia, construção e operações, manutenção e até segurança pública, agora terão uma maneira rápida, precisa e confiável de realizar milhares de verificações e usar esses dados para impulsionar resultados nos negócios ou alcançar resultados situacionais, como a rápida verificação de entrada e pontos de acesso em um prédio grande ou a localização de obstáculos para o acesso. Considerando que há aproximadamente 100 bilhões de edifícios no mundo e que uma porcentagem considerável desse número inclui construções em grande escala, a oportunidade de acelerar a conversão do mundo físico para o mundo digital nunca foi tão grande.
É como se um computador humano da NASA tivesse acesso ao Frontier, atualmente o computador mais rápido do mundo, com total confiança de que seu quintilhão de operações de pontos flutuantes por segundo seja 100% preciso.
Novas Fronteiras
Seja a fronteira física, biológica, mecânica ou a fronteira computacional/digital, cujos limites são ultrapassados pelos computadores mais rápidos e algoritmos mais inteligentes de hoje, o que é verdade desde que as primeiras cidades surgiram no Crescente Fértil do Mediterrâneo Oriental, há milhares de anos, continua sendo verdade até hoje. Enquanto os seres humanos povoarem este mundo, estruturas grandes e complexas serão construídas, exigindo uma montagem rápida e precisa e uma supervisão de longo prazo do projeto. E para a segurança pública, a necessidade de mitigar os piores cenários antes que eles ocorram estará sempre presente.
Com essas duas realidades, o escaneamento a laser 3D continuará avançando. Além de aumentar a velocidade e a precisão, o tamanho, o peso e o volume do equipamento continuarão diminuindo. Embora a digitalização LiDAR baseada em aplicativos esteja além do escopo deste artigo, os avanços na tecnologia generalista, não maiores do que um smartphone ou tablet, mostram onde o futuro está.
Juntamente com a promessa de que a computação quântica oferece — o primeiro computador quântico universal do mundo com mais de 1.000 qubits está programado para ser implementado pela IBM no final deste ano —, a nova fronteira provavelmente vai muito além da troca de precisão por velocidade nas próximas décadas.
Mas por enquanto, a Hybrid Reality Capture é o avanço tecnológico que a indústria de digitalização a laser 3D está apenas começando a explorar. A troca de precisão por velocidade, a dificuldade recorrente em diversas disciplinas ao longo do tempo, é cada vez mais um desafio à procura de uma solução que está prestes a ser revelada. O aclamado escritor britânico de ficção científica, Arthur C. Clarke, pode ser conhecido por sua frase sempre citada: "Qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia."
Mas, embora seja verdade, a citação de Clarke não diz nada sobre a enorme emoção que a magia pode trazer — se você for um dos visionários que estão ajudando a dar vida a essa magia.
Sobre o autor:
Oliver BürklerOliver Bürkler é diretor da divisão de Laser Scanning, FARO Technologies, Inc. Ele obteve seu mestrado em engenharia de precisão, administração de negócios e engenharia na Universidade de Ciência Aplicada em Munique, Alemanha. Como parte da equipe do gerenciamento dos produtos do Laser Scanner 3D da FARO, Bürkler está focado nos desenvolvimentos de hardware de documentação 3D da FARO e em inovações relacionadas.
Animado com esta nova tecnologia e como ela pode beneficiar você e seus fluxos de trabalho?