Watersector verkent mogelijkheden Augmented Reality en Virtual Reality

Aangevulde en virtuele werkelijkheid

Voor waterbedrijven kan datavisualisatie helpen bij de bedrijfsvoering, bij het overleg met stakeholders en om strategische beslissingen te nemen. Er kunnen effectieve vertalingen mee worden gemaakt van complexe en omvangrijke datastromen. Een mogelijkheid is het digitaal projecteren van informatie op de echte wereld, ofwel Augmented Reality (AR). Toepassingen hiervan vinden we al in ons dagelijks leven, zoals de Google streetview-functie (beschikbaar sinds 2009), die in het straatbeeld aanvullende informatie via de telefoon kan laten zien. Ook maken steeds meer mensen gebruik van slimme functies in mobiele apparaten, zoals Alexa en Siri. Nog een stap verder gaat Virtual Reality (VR), die de gebruiker in een volledig virtuele wereld onderdompelt, vergelijkbaar met de werkelijkheid of juist totaal verschillend. Vooralsnog zijn toepassingen hiervan voornamelijk te vinden in de entertainment- en games-industrie.

Behalve deze voorbeelden zijn toepassingen van zowel AR als VR ook denkbaar voor de watersector. Met AR kunnen bijvoorbeeld onderhoudsmonteurs in hun werk worden ondersteund door informatie te visualiseren over de locatie en functie van assets. En het personeel kan worden getraind in een VR-omgeving. Wat mogelijke toepassingen van AR en VR voor de waterbedrijven zijn, werd besproken tijdens de vierde kennisuitwisselingsbijeenkomst van het Platform Hydroinformatica van dit jaar. De gedeelde ervaringen liepen uiteen van speelse testen tot echte implementatie. Ook werden mogelijke toepassingen verkend, evenals wat er allemaal bij komt kijken om deze technologie in te zetten.

Digitale tweeling van de ondergrond

In de eerste bijdrage van de middag deelde Jan-Willem Moerman ervaringen van Waternet bij de ontwikkeling van een Digitale Tweeling van de ondergrond. Het project had als doel om assets aan een 3D-viewer toe te voegen zodat hier beter zicht op is, te raadplegen door iedere medewerker van Waternet. Ontwerpen van het afvalwater- en drinkwaternetwerk, informatie over peilbuizen en gegevens uit BIM360 kunnen bijvoorbeeld in de viewer worden opgenomen, maar ook gegevens van externe partijen zoals de bomendataset van de gemeente Amsterdam. Centraal in het project stond het in 3D weergeven van beschikbare 2D-data uit het gehele verzorgingsgebied van Waternet.

Wat dit pilotproject liet zien, is dat het omzetten van 2D-informatie naar 3D veel stof tot nadenken oplevert. Ten eerste maakt de weergave in 3D de datakwaliteit, of het ontbreken daarvan, duidelijker inzichtelijk. Ook biedt een 3D-weergave de assetbeheerders en heel andere blik op de assets en hun omgeving. Dit helpt complexe situaties beter te begrijpen. Daarnaast werd opgemerkt dat 3D-visualisatie een gevoel van hoge nauwkeurigheid geeft, terwijl die nauwkeurigheid in werkelijkheid niet door de visualisatie wordt bepaald, maar door de data. Dit onderstreept het belang van een optimale datakwaliteit.

Het project werd uitgevoerd door zes studenten van de Hogeschool Utrecht, binnen een speciaal hiervoor opgericht Geo3D team. Twee van deze studenten, die nu deeltijd werkzaam zijn bij Waternet, zetten het werk samen met enkele Waternetters voort. Doel is om van de 3D-weergave in de webbrowser de stap te kunnen maken naar daadwerkelijke Augmented Reality-weergave op draagbare apparaten.

Ontwerp nieuwe productielocatie in VR

De tweede bijdrage van de middag kwam van Hans Tan (Brabant Water), met ervaringen over het leren omgaan met AR en VR en een toelichting op drie verschillende applicaties. De eerste betrof het gebruik van Virtual Reality in de ontwerpfase van een nieuwe productielocatie. Met het 3D-model werden verschillende prototypes vergeleken om zo de plaatsing en toegankelijkheid van de onderdelen te optimaliseren. Daarnaast werd het model op de bouwplaats gebruik als aanvullende documentatie op klassieke bouwtekeningen (zie foto) Tot slot zal het model in de reguliere exploitatie waarschijnlijk worden gebruikt voor het trainen van operators en bij het onderhoud en beheer. Daarbij is het van essentieel belang dat de onderliggende data goed worden onderhouden.

Controle of een constructie overeenkomt met het ontwerp; VR op de bouwplaats (Brabant Water)

Een andere toepassing van Brabant Water die kort werd toegelicht betrof een app waarmee collega’s virtueel door het kantoor kunnen lopen om aanpassingen te bekijken, bijvoorbeeld in verband met de coronamaatregelen. De app is ontwikkeld op het platform Fectar. Ook heeft Brabant Water een wandel-app ontwikkeld. Via instructies op de telefoon kunnen deze routes worden gevolgd, dus zonder markeringen in het veld. Een voordeel hiervan is dat de routes gemakkelijk zijn aan te passen, bijvoorbeeld wanneer te veel mensen hiervan gebruik maken. Ook kan informatie aan de route worden toegevoegd, bijvoorbeeld over natuurbeheer.

Ondergrondse leidingen in beeld brengen

In de bijdrage van Hedwig van Berlo van WML werd het project “HOLA” (Hololens Ondergrondse Leiding App) gepresenteerd. Via het WML Innovatie Lab is een experimenteerruimte gecreëerd voor het uitwerken van vernieuwende ideeën van medewerkers. In 2018 kwam hier een project uit voort over de inzet van ‘mixed reality’ bij het zichtbaar maken van ondergrondse leidingobjecten. Uitgezocht is of AR voor dit doel toepasbaar is, wat een sleuf graven onnodig maakt. Resultaat is een prototype waarmee een buitendienstmedewerker – door middel van een ‘hololens’ – bovengronds kan zien waar leidingen liggen, hoe oud ze zijn, welke diameter ze hebben en van welk materiaal ze zijn gemaakt.

Projectie van leidingen en attribuutdata via de ‘hololens’ (WML)

Met deze applicatie zijn verschillende gebruikerstesten uitgevoerd. Hoewel WML trots is op wat met de beperkte middelen is bereikt, bestaan er nog allerlei haken en ogen. In het bijzonder bleek de locatiebepaling in het veld op basis van GPS niet nauwkeurig genoeg voor een betrouwbare locatie van de assets. Het project kon al een glimp geven van wat er in de toekomst mogelijk gaat zijn, maar toepassing in de dagelijkse praktijk moet nog een aantal jaren naar voren worden geschoven.

Visualisatievisioenen

Met zijn ‘visualisatievisioenen’ nam Peter van Thienen (KWR) deelnemers aan de bijeenkomst mee in een nabeschouwing. Wat kunnen we nu al in de watersector met moderne visualisatietechnieken doen, en wat zouden we wel willen terwijl de tijd daar nog niet rijp voor is?

Belangrijk is de effectiviteit van visualisaties te optimaliseren. Het gaat om de beschikbaarheid van de juiste informatie op het juiste moment. Daar waar projecties nu nog gebonden zijn aan een scherm, een computer of een AR- of VR-bril, zijn er ontwikkelingen gaande die het wellicht mogelijk maken om 3D-beelden werkelijk in de ruimte weer te geven – het zogenoemde volumetrische display. Een andere optie is de zintuigen helemaal over te slaan en informatie via een directe interface naar de hersenen te sturen. Toekomstmuziek? Misschien niet, wanneer je kijkt naar de mogelijkheid om mensen met een beschadigde gehoorzenuw te helpen met een cochleair implantaat.

Mogelijkheden voor de watersector

De wereld om ons heen digitaliseert. Als we de nieuwe technologie op de juiste manier toepassen levert dit niet alleen veel mee informatie op, maar ook meer inzicht door beter bruikbare manieren van visualisatie. Echter, de technieken toepassen is vakmanschap dat ontwikkeld moet worden. Als watersector zetten we de eerste stappen in de wereld van AR en VR, en hebben we een glimp opgevangen van de mogelijkheden.