El operador ve las instrucciones a través de líneas de colores en la pantalla. Crédito: 2024 EPFL/Andrea Setimi
Un sistema desarrollado en EPFL utiliza realidad aumentada (AR) para ayudar a los carpinteros a hacer cortes de madera extremadamente precisos sin tener que medir o marcar vigas. Su enfoque híbrido puede hacer que la tecnología asistida digitalmente sea asequible para pequeñas empresas, carpinteros y profesionales de la construcción en países en desarrollo.
La madera es un material de construcción cada vez más popular gracias a su bajo impacto ambiental, capacidad de almacenamiento de carbono, potencial para un ensamblaje rápido y excelentes propiedades de aislamiento. La creciente demanda de estructuras de madera, junto con los avances tecnológicos, ha llevado a muchos productores a automatizar sus procesos en los últimos 20 años.
Hoy podemos encontrar robots sofisticados en sus talleres, máquinas que son tan impresionantes como caras, equipadas con brazos articulados y cortadores de precisión para llevar a cabo tareas repetitivas pero complicadas.
En EPFL, los ingenieros han desarrollado un sistema basado en AR llamado carpintería aumentada que podría poner fin al estereotipo de un carpintero que trabaja con un lápiz en una mano y una cinta métrica en la otra. Disponible en código abierto en GitHub, el sistema es un primer paso hacia un proceso híbrido que combina la destreza de los humanos con la confiabilidad del procesamiento de la computadora.
La carpintería aumentada está preparada para hacer que los métodos de reducción de madera asistida digitalmente sean asequibles para pequeñas empresas, carpinteros y profesionales de la construcción en los países en desarrollo.
Un espacio de trabajo aumentado
El sistema es el resultado de cuatro años de investigación, desarrollo y pruebas de Andrea Setmi, un Ph.D. Estudiante cuya tesis está siendo supervisada conjuntamente por Julien Gamero, ex becario postdoctoral, y Yves Weinand, jefe del Laboratorio de Construcción de Timber (IBOI) de EPFL, junto con varios otros participantes del proyecto. Es capaz de producir hologramas con precisión sub-milímetro para guiar a los operadores humanos.
El dispositivo físico consiste en una pantalla que muestra un espacio de trabajo virtual que supera las piezas reales de madera. Las líneas de diferentes colores dan numerosas indicaciones: cómo colocar la herramienta, qué tan profundo es perforar, cuál es el ángulo de corte correcto, cuánto tiempo debe ser un corte y así sucesivamente. Permiten a los operadores trabajar de una manera intuitiva y precisa.
“Nuestro sistema incluye un mecanismo de detección y sensores integrados que dan retroalimentación en tiempo real”, dice Settimi. “Si la herramienta de carpintería o la viga se está cortando, por ejemplo, la superposición virtual permanecerá alineada con la pieza real de madera para que los operadores puedan ver instantáneamente cómo ajustar sus movimientos”.
Los operadores colocan marcadores al azar en las piezas de madera para que el sistema pueda detectar su orientación y posición. Crédito: EPFL/Andrea Settimi CC-By-SA 4.0
Para lograr un alto grado de precisión, el equipo de investigación estudió varios aspectos de la tecnología de visión por computadora y los integró minuciosamente en su dispositivo para que pudiera incorporar la herramienta de carpintería, así como la pieza específica de madera y el plan de carpintería. Escanearon y generaron modelos de computadora 3D de herramientas de uso común, creando una vasta base de datos.
Para usar el sistema, los operadores primero escanean sus piezas de madera por lote, lo que permite que el programa registre los detalles de cada uno. Luego, los operadores colocan marcadores al azar en las piezas de madera para que el sistema pueda detectar su orientación y posición. El último paso es cargar los planes de carpintería, que se integran directamente en el programa en 3D y se muestran en realidad aumentada.
Gracias al uso de la visión y los sensores de la computadora, las herramientas de carpintería estándar pueden convertirse en dispositivos inteligentes capaces de guiar a los usuarios en tiempo real. El sistema visualiza las líneas de corte directamente en una viga, por ejemplo, mostrando a los operadores exactamente dónde guiar la sierra. Esto reduce significativamente el riesgo de error humano y mejora la precisión durante el ensamblaje.
Reconocer vigas y herramientas en talleres desordenados
Una parte clave del proyecto de investigación era desarrollar métodos avanzados de visión por computadora para detectar elementos y colocar la cámara en espacios complejos y desordenados como talleres. Estos espacios generalmente contienen varios tipos de objetos (otras piezas de madera, herramientas, paneles, etc., dispersos en ningún orden particular, lo que dificulta que los sistemas de visión por computadora mapeen el entorno.
El equipo de investigación trabajó con el Centro de Imágenes de EPFL para desarrollar programas que pudieran reconocer y localizar con precisión los artículos de interés, en este caso, herramientas de carpintería y piezas de madera. Tales capacidades nunca antes se habían implementado a esta escala para la construcción de madera y son esenciales para asegurarse de que el espacio de trabajo virtual se alinee con la realidad física.
Gracias a la carpintería aumentada, incluso las pequeñas empresas y los carpinteros pueden crear formas y diseños intrincados, una tarea hasta ahora reservada para robots costosos. “Otro beneficio de nuestro sistema AR es que aprovecha las capacidades humanas, incluso cuando los operadores tienen poca capacitación, para digitalizar rápidamente los procesos de construcción”, dice Settimi.
La destreza y la cognición humana se mejoran con la precisión de la máquina, en un buen ejemplo de un enfoque híbrido. “Al aprovechar el potencial de la colaboración de la máquina humana para la carpintería moderna y el diseño de estructuras de madera, la carpintería aumentada puede garantizar que los operadores humanos permanezcan involucrados en el proceso, promoviendo así los métodos de construcción que son asistidos digitalmente, locales y socialmente responsables”, dice.
Proporcionado por Ecole Polytechnique Federal de Lausanne
Cita: la realidad aumentada mejora la facilidad y precisión de la carpintería (2025, 11 de abril) Recuperado el 11 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04- Augmented-Reality-carpEntry-ease-precision.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
